[发明专利]用于控制实现至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器的应用的电子设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用电力发生器控制实现至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器的应用的领域，尤其是但非排他地，涉及超声波换能器。

背景技术

存在实现至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器(也称为致动器)的许多工业应用，其可以使用电场或磁场控制机械运动，比如机械振动，位移或机械冲击。

更具体地，在机械振动产生的特定情况下，振动机械波，尤其是超声波用于许多工业领域，例如，非限制性地且非排他地，用于清洗、切割、焊接等。

不论应用的类型如何，都使用至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器，其由电力发生器供电，并可以将发电机提供的电力转换为机械运动。

在振动运动的特定情况下，由发电机提供的电力在尤其取决于应用的频率和振幅的范围内被转换为振动机械运动。许多工业应用使用由在超声波域(通常超过20kHz的频率)中操作的换能器控制的振动机械运动。然而，一些应用还可以使用以20kHz以下的频率操作的换能器。

更具体地，在振动场中，电力发生器输送功率信号，其频率和电压例如可以适应在其环境下操作期间的换能器的谐振或反谐振频率。通常来说，由发电机输送的功率信号是可调整的(例如，以频率和/或振幅)。此外，在一些已知的实施例中，由发电机输送的功率信号使用外部指令和在换能器上测量的信息(例如，电流和电压)来控制。

多年来，以模拟的方式制作了控制部分，其需要复杂的调整并且使控制设备刚硬并难以适应。例如在美国专利US 5 406 503中描述了利用模拟控制的超声波换能器的一个控制实例。

最近，使用基于数字控制的解决方案使得可以将新功能结合至换能器的操作控制中。例如在以下公开中描述了具有数字控制的超声波换能器的控制实例：欧洲专利申请EP-A-1 835 622、EP-A-1 216 760、EP-A-1 199 047和EP-A-1 588 671。

值得关注的是要注意，所描述的设备在其环境下保持具有相对的刚性并且通常专用于给定的应用，即，给定类型的压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器。

发明内容

本发明的目的

本发明的一个目的在于提出了一种新的技术方案以使用合适的电力发生器来控制实现至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器的应用，此方案具有以下优点，通用，即不专用于单一应用，非常灵活且很容易适应不同技术领域中的应用以及具有不同结构和机械特性的压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器。本发明的另一个目的是提出了一种用于容易升级且可以快速且容易配置或修改的压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器的控制方案。

本发明简述

本发明由此涉及一种用于使用至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器控制应用的电子设备，所述设备包括电力发生器，适用于利用控制信号为至少一个压电式换能器、电致伸缩换能器或磁致伸缩换能器供电；电子控制装置，能够通过使用控制宏函数(M)自动控制电力发生器；以及电子存储器，在其中记录有：

-第一族(A)控制函数，包括一个或多个不同的基本控制函数(An)，第一族(A)的每个基本控制函数能够调整控制信号的振幅，

-第二族(T)控制函数，包括一个或多个不同的基本控制函数(Tn)，第二族(T)的每个基本控制函数能够调整控制信号的持续时间，

-第三族(C)控制函数，包括几个不同的基本控制函数(Cn)，第三族(C)的每个基本控制函数能够调整控制信号的周期，

-所述控制宏函数(M)，由分别选自记录在存储器中的三族控制函数(A，T，C)的至少三个基本控制函数的集合构成。

更具体地，但根据本发明可选地，根据本发明的电子设备可以包括以下另外且可选技术特征，单独或组合考虑：

-电子存储器包含第四族(F)控制函数，所述第四族(F)控制函数包括一个或多个不同的基本控制函数(Fn)，第四族(F)的每个基本控制函数能够调整控制信号的频率，并且其中，所述控制宏函数(M)由分别选自记录在存储器中的四族控制函数(A，T，C，F)的至少四个基本控制函数的集合形成。

-所述控制宏函数(M)的至少一个基本控制函数能够根据记录在电子存储器中的至少一个调整值调整控制信号的振幅或持续时间或周期或频率。