[发明专利]一种超声波控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种超声波控制系统，其特征在于，包括顺次连接的上位机、控制单元、驱动模块、功率输出模块、匹配模块和超声波换能器，所述控制单元和所述功率输出模块同时还连接有功率控制模块和电流检测模块。

2.根据权利要求1所述的超声波控制系统，其特征在于，所述上位机为计算机终端或通讯芯片，所述上位机与所述控制单元通过RS232接口、USB接口或无线通讯连接。

3.根据权利要求2所述的超声波控制系统，其特征在于，所述控制单元为单片机、FPGA、CPLD中的一种，用于生成脉冲宽度调制方波信号，所述驱动模块为功率MOS管、功率三极管、IGBT的一种，用于将所述控制单元产生的脉冲宽度调制方波信号功率放大。

4.根据权利要求3所述的超声波控制系统，其特征在于，所述功率输出模块为变压器，用于输出超声波换能器所需额定功率，所述匹配模块包括变压器和电感，用于将所述功率输出模块输出的电源与所述超声波换能器进行阻抗匹配和调谐匹配。

5.根据权利要求4所述的超声波控制系统，其特征在于，所述电流检测模块为ADC检测系统，用于检测所述超声波控制系统在扫频工作状态下的电流，所述功率控制模块为直流电压变换器，用于将控制单元产生的PWM方波信号利用占空比控制输出的电源大小，并将电源信号输出至功率输出模块。

6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的超声波控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、上位机向控制单元发送扫频驱动指令，控制单元接收指令并产生脉冲宽度调制方波信号，所述脉冲宽度调制方波信号驱动所述驱动模块以及功率控制模块，生成电源信号并输出至功率输出模块；

S2、所述功率输出模块输出的电源信号经匹配模块进行阻抗匹配和调谐匹配，驱动超声波换能器。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括，控制电流检测模块检测扫频工作状态下的电流值，将检测到最大电流值时所述控制单元输出的电压频率作为驱动超声波换能器的最佳谐振频率，所述控制单元存储所述最佳谐振频率并将所述最佳谐振频率上报至所述上位机。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2后还包括：

S3、上位机发送读取命令，读取所述最佳谐振频率；

S4、上位机发送定频连续驱动指令，使所述换能器以最佳谐振频率连续工作；

S5、上位机发送停止命令，控制所述超声波换能器停止工作。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3后包括：

上位机发送间断超声命令，控制所述超声波换能器以预设间隔时间工作或停止，至达到预设总时长或上位机发出停止指令。

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，所述扫频驱动指令包括功率设置、扫频范围和扫频时间参数；所述定频驱动指令包括功率设置、固定频率值和超声时间参数。