[发明专利]一种用于超声加工系统声学性能开发调试的动态匹配箱

说明书

本发明涉及用于超声加工系统声学性能开发调试的动态匹配箱，超声加工系统包括电声系统的超声电源、超声换能器，动态匹配箱包括箱体及安装于箱体内的功率检测模块、频率显示模块、电感调节模块、匹配电容模块；功率检测模块连接于超声电源变压器与电感调节模块之间，用于检测电声系统的功率使用情况；频率显示模块与超声电源连接，用于采集超声电源变压器输出端的频率信号以实时检测电声系统的频率；电感调节模块连接于功率检测模块与匹配电容模块之间，匹配电容模块并联在超声换能器的两端，电感调节模块与匹配电容模块用于对超声加工系统进行动态阻抗匹配。本发明动态匹配箱集频率、功率显示，电感电容调节为一体，并能进行相应阻抗调节。

技术领域

本发明属于超声加工技术领域，具体涉及一种用于超声加工系统声学性能开发调试的动态匹配箱。

背景技术

在现代产品加工制造中，超声加工技术得到了的广泛应用，但是针对超声加工系统声学性能的开发与调试，仍然存在很多问题。在超声加工系统中超声电源基于超声振动系统的声学参数所做的阻抗匹配是否良好是影响超声加工系统声学性能好坏的关键。因此有一台能够反应超声加工系统加工过程中频率状态、功率状态并能进行相应的阻抗匹配调节的匹配箱对超声加工系统声学性能调试有着极大的便利；检索资料分析显示：国内有很多针对电感调节的可调电感箱，但都不是针对超声加工系统，也无法对超声加工系统实现动态阻抗匹配；现有技术如公开号为CN105033779的专利文献，公开了一种超声加工系统的动态跟踪匹配装置，包括主控芯片、一双绕组变压器，所述双绕组变压器的L1线圈的一端与超声输出端相连接，所述双绕组变压器的L1线圈的另一端与一个可调电感器的电感Lp并联连接，所述双绕组变压器的L2线圈的一端连接在一由两个三极管连接构成的复合三极管的其中一个发射极上并与所述主控芯片的引脚相连接，L2线圈的另一端与所述复合三极管另一个发射极相连接，所述复合三极管的基极与所述可调电感器的可调电感芯相连接，还包括一压电陶瓷器件PZT，所述压电陶瓷器件PZT与所述可调电感器的电感Ls串联连接，在所述电感Ls的两端还串接有电阻R1、R2；电阻R1、R2的连接点通过一运算放大器与所述主控芯片相连接；上述方案结合了频率跟踪算法，针对超声加工系统做了动态跟踪匹配装置，实现对于超声加工系统阻抗的动态匹配，但是并没有反映超声加工过程中加工状态的装置，并且由于外界对于超声振动系统内部静电容C0影响量较大，其动态匹配并不十分准确；

因此，本领域亟需一种针对超声加工系统阻抗匹配调节以及反映加工过程中加工状态的动态匹配箱。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种用于超声加工系统声学性能开发调试的动态匹配箱

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于超声加工系统声学性能开发调试的动态匹配箱，所述超声加工系统包括电声系统的超声电源、超声换能器，所述动态匹配箱包括箱体及安装于箱体内的功率检测模块、频率显示模块、电感调节模块、匹配电容模块；所述功率检测模块连接于超声电源变压器与电感调节模块之间，用于检测电声系统的功率使用情况；所述频率显示模块与超声电源变压器连接，用于采集超声电源输出端的频率信号以实时检测电声系统的频率；所述电感调节模块连接于功率检测模块与匹配电容模块之间，所述匹配电容模块并联在超声换能器的两端，所述电感调节模块与匹配电容模块用于对超声加工系统进行动态阻抗匹配。

作为优选方案，所述功率检测模块包括驻波检测组件、功率显示表头，所述驻波检测组件主回路输入端与超声电源变压器输出端连接，所述驻波检测组件主回路输出端与电感调节模块连接，所述驻波检测组件通过耦合信号输出端口与功率显示表头连接；所述功率检测模块检测整个电声系统的功率使用情况，并指导通过对电感调节模块的调节对整个电声系统功率使用进行优化调节。