超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器制造方法及图纸

本发明专利技术的超声波振子驱动装置(60)通过变换电路(63)对具有固有的共振频率的超声波振子(40)施加作为驱动电压的正弦波状的交变电压(Va)。具备：第1电流检测部(65)，其检测从驱动电压产生部(62)流向变换电路(63)的第1电流(i1)；以及第2电流检测部(66)，其检测从变换电路(63)流向超声波振子(40)的第2电流(i2)。频率控制部(61)对驱动电压产生部(62)进行使矩形波状的交变电压(Vg)的频率变更的控制，以使第1电流(i1)与第2电流(i2)之间的差接近极小值。

Ultrasonic oscillator driving device and mesh type sprayer

The ultrasonic oscillator driving device (60) of the present invention applies a sinusoidal alternating voltage (Va) as the driving voltage to the ultrasonic oscillator (40) with inherent resonance frequency through a conversion circuit (63). The first current detecting unit (65) detects the first current (i1) from the driving voltage generating unit (62) to the converting circuit (63) and the second current detecting unit (66), which detects the second current (i2) from the converting circuit (63) to the ultrasonic oscillator (40). The frequency control unit (61) controls the drive voltage generator (62) to change the frequency of the rectangular wavy alternating voltage (Vg) so as to minimize the difference between the first current (i1) and the second current (i2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器
本专利技术涉及超声波振子驱动装置，更详细地说，涉及对具有固有的共振频率的超声波振子施加驱动电压(交变电压)来进行驱动的超声波振子驱动装置。另外，本专利技术涉及具备这种超声波振子驱动装置的网眼式喷雾器。
技术介绍
以往，作为这种超声波振子驱动装置，例如在专利文献1(特开2003-038646号公报)中公开了对作为超声波振子的压电元件施加正弦波或者矩形波的驱动电压，利用该压电元件的超声波振动使药液雾化并进行喷雾的技术方案。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2003-038646号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述超声波振子是例如为了构成网眼式喷雾器而广泛使用的将压电元件和传递该压电元件的振动的喇叭组合为一体的类型的振子(适当地称为“喇叭振子”)的情况下，从图8可知，Q值(共振的锐度)非常高。因此，如图9例示的那样，关于某个喇叭振子(设固有的共振频率为fr。fr的单位为kHz。)，驱动电压的频率的实用范围限于从(fr－0.8kHz)到fr的范围Δf。此外，在图8、图9中，横轴表示驱动电压的频率，纵轴表示喇叭振子的阻抗(用实线表示)和相位(用虚线表示)。而且，已知在喇叭振子的共振频率fr中存在±1.5kHz程度的制造偏差。在图10中，关于由于制造偏差而共振频率不同的3个样本No.1～3，示出了使包括矩形波的驱动电压的频率变化时的每单位时间的喷雾量的变化。在样本No.1中共振频率fr1＝178.85kHz，在样本No.2中共振频率fr2＝179.15kHz，在样本No.3中共振频率fr3＝179.40kHz，如果使驱动电压的频率分别比每个共振频率高最多0.03kHz程度，则每单位时间的喷雾量会降低约一半。因此，如果将例如驱动用IC(集成电路)所输出的矩形波状的交变电压原样作为驱动电压施加到喇叭振子，则有时驱动电压的频率会偏离喇叭振子的共振频率，喇叭振子的驱动效率会降低。而另一方面，当在将驱动用IC所产生的矩形波状的交变电压(作为驱动电压的来源)通过包含感应性电抗元件(L)和电容性电抗元件(C)的变换电路变换为正弦波状的交变电压的状态下施加到喇叭振子，则即使驱动电压的频率稍微偏离喇叭振子的共振频率，也能抑制驱动效率的降低，能抑制每单位时间的喷雾量减少。然而，如果仅将变换电路插设于驱动用IC与喇叭振子之间，则存在会通过上述变换电路向接地(GND)流通漏电电流，而消耗电流增大的问题。因此，本专利技术要解决的问题在于提供一种通过变换电路对具有固有的共振频率的超声波振子施加作为驱动电压的正弦波状的交变电压的超声波振子驱动装置，其能抑制去往接地的漏电电流。另外，本专利技术要解决的问题在于提供具备这种超声波振子驱动装置的网眼式喷雾器。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的超声波振子驱动装置对包含压电元件并具有固有的共振频率的超声波振子施加驱动电压来进行驱动，上述超声波振子驱动装置的特征在于，具备：驱动电压产生部，其产生在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中频率可变的作为上述驱动电压的来源的矩形波状的交变电压；以及变换电路，其插设于从上述驱动电压产生部向上述超声波振子的配线路径，利用感应性电抗元件和电容性电抗元件将上述驱动电压产生部所产生的矩形波状的交变电压变换为正弦波状的交变电压，该正弦波状的交变电压作为上述驱动电压被施加到上述超声波振子，并具备：第1电流检测部，其检测从上述驱动电压产生部流向上述变换电路的第1电流；第2电流检测部，其检测从上述变换电路流向上述超声波振子的第2电流；以及频率控制部，其对上述驱动电压产生部进行使上述矩形波状的交变电压的频率变更的控制，以使上述第1电流与上述第2电流之间的差接近极小值。在此，“矩形波状”不仅包括精确的矩形波，还包括在作为对上述超声波振子的驱动电压的用途中实质上可视为矩形波的带有角的波形。另外，“正弦波状”不仅包括精确的正弦波，还包括在作为对上述超声波振子的驱动电压的用途中实质上可视为正弦波的平滑地变化的波形。在本专利技术的超声波振子驱动装置中，驱动电压产生部产生在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中频率可变的作为上述驱动电压的来源的矩形波状的交变电压。插设于从上述驱动电压产生部朝向上述超声波振子的配线路径中的变换电路利用感应性电抗元件和电容性电抗元件将上述驱动电压产生部所产生的矩形波状的交变电压变换为正弦波状的交变电压。该正弦波状的交变电压作为上述驱动电压被施加到上述超声波振子。因此，即使上述驱动电压的频率稍微偏离上述超声波振子的共振频率，也能抑制驱动效率的降低。而且，在该超声波振子驱动装置中，第1电流检测部检测从上述驱动电压产生部流向上述变换电路的第1电流，并且第2电流检测部检测从上述变换电路流向上述超声波振子的第2电流。频率控制部对上述驱动电压产生部进行控制而使上述矩形波状的交变电压的频率变更，以使上述第1电流与上述第2电流之间的差接近极小值。在通过上述控制而上述第1电流与上述第2电流之间的差变为了极小值附近时，上述变换电路的阻抗与上述超声波振子的阻抗匹配。因此，上述第1电流与上述第2电流之差即通过上述变换电路去往接地的漏电电流被抑制。其结果是，能抑制消耗电流的增大。在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，上述第1电流与上述第2电流之间的差为上述第1电流的峰-峰值与上述第2电流的峰-峰值之间的差、上述第1电流的振幅与上述第2电流的振幅之间的差或者上述第1电流的有效值与上述第2电流的有效值之间的差。在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，能与上述第1电流、上述第2电流的相位无关地简单求出上述第1电流与上述第2电流之间的差。在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，上述变换电路在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中表现出的阻抗被设定为与上述超声波振子的阻抗的最小值实质上一致。在此，与超声波振子的阻抗的最小值“实质上一致”除了正好一致的情况以外，从阻抗匹配的观点出发，还包括可视为与最小值实质上一致的范围(例如，从上述最小值到上述最小值的1.5倍的范围)。在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，上述变换电路在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中所表现出的阻抗被设定为与上述超声波振子的阻抗的最小值实质上一致。在此，如上述那样，在通过上述频率控制部所进行的上述控制而上述第1电流与上述第2电流之间的差变为了极小值附近时，上述变换电路的阻抗与上述超声波振子的阻抗匹配。因此，此时，上述矩形波状的交变电压的频率与上述超声波振子的共振频率(得出上述超声波振子的阻抗的最小值时的频率)大致一致。其结果是，上述超声波振子的驱动效率变高。在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，上述超声波振子是将上述压电元件和传递该压电元件的振动的喇叭组合为一体而构成的喇叭振子。在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，上述超声波振子是将上述压电元件和传递该压电元件的振动的喇叭组合为一体而构成的喇叭振子。因此，即使上述驱动电压的频率稍微偏离上述超声波振子的共振频率，也能抑制驱动效率的降低，本专利技术带来的这一益处很大。在另一方面中，本专利技术的网眼式喷雾器的特征在于，具备：上述专利技术的超声波振子驱动装置，其中，上述超声波振子是上述压电元件和传递该压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波振子驱动装置，对包含压电元件并具有固有的共振频率的超声波振子施加驱动电压来进行驱动，上述超声波振子驱动装置的特征在于，具备：驱动电压产生部，其产生在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中频率可变的作为上述驱动电压的来源的矩形波状的交变电压；以及变换电路，其插设于从上述驱动电压产生部向上述超声波振子的配线路径，利用感应性电抗元件和电容性电抗元件将上述驱动电压产生部所产生的矩形波状的交变电压变换为正弦波状的交变电压，该正弦波状的交变电压作为上述驱动电压被施加到上述超声波振子，并具备：第1电流检测部，其检测从上述驱动电压产生部流向上述变换电路的第1电流；第2电流检测部，其检测从上述变换电路流向上述超声波振子的第2电流；以及频率控制部，其对上述驱动电压产生部进行使上述矩形波状的交变电压的频率变更的控制，以使上述第1电流与上述第2电流之间的差接近极小值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 JP 2016-1887171.一种超声波振子驱动装置，对包含压电元件并具有固有的共振频率的超声波振子施加驱动电压来进行驱动，上述超声波振子驱动装置的特征在于，具备：驱动电压产生部，其产生在包含上述超声波振子的共振频率的频率范围中频率可变的作为上述驱动电压的来源的矩形波状的交变电压；以及变换电路，其插设于从上述驱动电压产生部向上述超声波振子的配线路径，利用感应性电抗元件和电容性电抗元件将上述驱动电压产生部所产生的矩形波状的交变电压变换为正弦波状的交变电压，该正弦波状的交变电压作为上述驱动电压被施加到上述超声波振子，并具备：第1电流检测部，其检测从上述驱动电压产生部流向上述变换电路的第1电流；第2电流检测部，其检测从上述变换电路流向上述超声波振子的第2电流；以及频率控制部，其对上述驱动电压产生部进行使上述矩形波状的交变电压的频率变更的控制，以使上述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田真郎，东乡秀孝，
申请(专利权)人：欧姆龙健康医疗事业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP