[发明专利]查找换能器谐振频率点的方法及系统

说明书

本发明提供一种查找换能器谐振频率点的方法及系统，所述方法包括：S1，获取换能器的最小工作频率和最大工作频率；S2，设置一个谐振频率点预设值，以最大工作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间，以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳区间；S3，若换能器电流相位超前电压相位，跳转到上跳区间，否则跳转到下跳区间；S4，以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点值与对应的中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区间；S5，若当前电流相位超前电压相位，则跳转到新的上跳区间，否则跳转到新的下跳区间；重复步骤S4和步骤S5，获取电流相位和电压相位相同时换能器的频率即为谐振频率点。本发明通过跳频查找极大减少了查找次数。

本申请为以2013年5月9日提交中国专利局、申请号为201310169366.7、发明名称为“查找换能器谐振频率点的方法及系统”的中国专利申请为基础提出的分案申请。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，特别是涉及一种查找换能器谐振频率点的方法及系统。

背景技术

典型的超声波换能器具有很高的品质因数，具有陡峭的谐振曲线，只有工作在其谐振频率点才具有大的机械振幅和高的电机转换效率。因此，超声波换能器的驱动电路应以其谐振频率信号进行激励。

设备谐振起来后，工作频率在一定范围内来回变大变小，由于频率变化范围由线路事先决定好的，这样一来，工作频率在大多数时间段内都是偏离真正的谐振点，不在谐振点工作时，往往造成功耗浪费，效率降低。

为了获得超声波换能器的谐振频率，超声波能量驱动系统需要查找到换能器的谐振频率点，然后以此频率的信号驱动换能器使换能器工作在谐振状态。

目前现有的查找换能器谐振频率点的方式为扫频的方式，即线性递加递减频率输出能量信号查找谐振频率，缺点是查找速度慢，效率不高。例如从50KHz扫频到60KHz，为了保证查找结果的准确性，可能需要10000次的判断时间，效率不高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种查找换能器谐振频率点的方法及系统，用于解决现有技术中查找换能器谐振频率点速度慢、效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明在一方面提供一种查找换能器谐振频率点的方法，包括：S1，获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频率；S2，设置一个谐振频率点预设值，并以最大工作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间，以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳区间；S3，获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相位和电压相位，并判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关系，若电流相位超前电压相位，则跳转到上跳区间，若电流相位滞后电压相位，则跳转到下跳区间；S4，获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频率，并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点值与对应的中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区间；S5，使换能器以所述中间点频率运行，获取换能器工作在当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频率时的电流相位和电压相位，并判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关系，若电流相位超前电压相位，则跳转到上跳区间，若电流相位滞后电压相位时，则跳转到下跳区间；S6，重复步骤S4和步骤S5，直到换能器的电流相位和电压相位相同，获取电流相位和电压相位相同时换能器的频率即为谐振频率点。

优选地，在步骤S1中，所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大工作频率的中间值。

优选地，在步骤S4中，新的上跳区间由中间点频率与两个端点值中的较大值形成；新的下跳区间由中间点频率与两个端点值中的较小值形成。