超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器制造方法及图纸

技术编号:20982381 阅读:21 留言:0更新日期:2019-04-29 19:16
本发明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作为驱动电压的交变电压来进行驱动。产生在包含超声波振子的共振频率的频率范围中频率可变的驱动电压。使驱动电压的频率基于根据超声波振子的共振频率所设定的基准频率(fo)而按以包含共振频率的方式预先决定的扫描宽度且按预先决定的扫描周期反复进行扫描。并且,将扫描周期和扫描宽度建立关联并加以限制,使得二者在用扫描周期和扫描宽度划分的二维映射上落入预先决定的允许区域(A)内。

Ultrasonic oscillator driving device and mesh type sprayer

The driving device of the ultrasonic oscillator of the invention drives the ultrasonic oscillator with piezoelectric elements and inherent resonance frequency by applying alternating voltage as driving voltage. A driving voltage with variable frequency is generated in the frequency range including the resonant frequency of the ultrasonic oscillator. The frequency of the driving voltage is based on the reference frequency (fo) set according to the resonance frequency of the ultrasonic oscillator, and is scanned repeatedly according to the pre-determined scanning width including the resonance frequency and the pre-determined scanning period. Moreover, the scanning period and the scanning width are correlated and restricted, so that they fall into the pre-determined allowable region (A) on the two-dimensional mapping divided by the scanning period and the scanning width.

【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2006-181496号公报)中公开了为了减少耗电而使驱动电压的频率以经过超声波振子的共振频率的方式随着时间而改变(sweep:扫描)的技术方案。另外,在专利文献2(特开2005-261520号公报)中公开了为了在对多个超声波振子进行驱动的情况下不调整驱动电压的频率,而将充分包含了超声波振子的共振频率的最小值和最大值的区间作为扫描范围的技术方案。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2006-181496号公报专利文献2:特开2005-261520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)。其结果是,如果如专利文献1、2所述的那样,仅使驱动电压的频率以经过喇叭振子的共振频率fr的方式随着时间进行扫描,则会存在喇叭振子的驱动效率降低的问题。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。这样,由于共振频率fr的制造偏差,驱动电压的频率会高于喇叭振子的共振频率,其结果是,也存在驱动效率降低的可能性。另外,如图11例示的那样,喇叭振子的共振频率fr也会由于环境温度而变化。在图11中,关于共振频率不同的4种样本,示出了随着环境温度的变化的共振频率的变化(温度依赖性)。当喇叭振子的温度上升时,喇叭振子的共振频率fr降低,另一方面,当喇叭振子的温度下降时,喇叭振子的共振频率fr上升。因此,本专利技术要解决的问题在于提供一种超声波振子驱动装置,能抑制带有共振频率的制造偏差和温度依赖性的超声波振子的驱动效率降低并且稳定地对该超声波振子进行驱动。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作为驱动电压的交变电压来进行驱动,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上述驱动电压;以及扫描控制部,其使上述驱动电压的频率基于根据上述超声波振子的共振频率所设定的基准频率而按以包含上述共振频率的方式预先决定的扫描宽度且按预先决定的扫描周期反复进行扫描,并且将上述扫描周期和上述扫描宽度建立关联并加以限制,使得二者在用上述扫描周期和上述扫描宽度划分的二维映射上落入预先决定的允许区域内。在此,“超声波振子”包含压电元件。因此,典型的是,如果上述驱动电压的频率比上述超声波振子的共振频率稍低,则上述超声波振子会高效振动,另一方面,如果上述驱动电压的频率比上述超声波振子的共振频率稍高,则上述超声波振子实质上不振动。另外,如果上述超声波振子及其周围的温度上升,则上述超声波振子的共振频率会降低,另一方面,如果上述超声波振子及其周围的温度下降,则上述超声波振子的共振频率会上升。另外,“二维映射”也可以构成为例如将上述扫描周期和上述扫描宽度划分为多个而成的二维表格(表)。另外,在“二维映射”中,也可以是上述扫描周期和上述扫描宽度的划分非常细,构成允许区域和非允许区域之间的边界实质上平滑的二维图表。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上述驱动电压(交变电压)。扫描控制部使上述驱动电压的频率基于根据上述超声波振子的共振频率所设定的基准频率而按以包含上述共振频率的方式预先决定的扫描宽度并且按预先决定的扫描周期反复扫描。例如,在驱动开始时,上述驱动电压的频率比上述超声波振子的共振频率稍低(例如低0.2kH程度)时,上述超声波振子高效振动。由此,上述超声波振子及其周围的温度上升。当上述超声波振子及其周围的温度上升时,上述超声波振子的共振频率会降低。由此,与驱动开始时的状态相比,上述扫描周期中的上述驱动电压的频率高于上述超声波振子的共振频率的期间变长,上述扫描周期中的上述超声波振子实质上不振动的期间变长。由此,上述超声波振子及其周围的温度下降。当上述超声波振子及其周围的温度下降时,上述超声波振子的共振频率变高。由此,与刚刚之前的状态相比,上述扫描周期中的上述驱动电压的频率低于上述超声波振子的共振频率的期间变长,上述扫描周期中的上述超声波振子高效振动的期间变长。由此,上述超声波振子及其周围的温度再次上升。这样,上述超声波振子及其周围的温度变化实质上受到反馈控制而被抑制。其结果是,能与上述超声波振子的共振频率的温度依赖性无关地对上述超声波振子进行稳定驱动。另外,上述扫描是基于根据上述超声波振子的共振频率所设定的基准频率而进行的,因此能与上述超声波振子的共振频率的制造偏差无关地对上述超声波振子进行稳定驱动。而且,上述扫描控制部将上述扫描周期和上述扫描宽度建立关联并加以限制,使得二者在用上述扫描周期和上述扫描宽度划分的二维映射上落入预先决定的允许区域内。由此,能抑制驱动效率降低。在一个实施方式的超声波振子驱动装置中,其特征在于,具备基准频率设定部,上述基准频率设定部在上述超声波振子的驱动开始前,使上述驱动电压的频率进行扫描来搜索并求出上述超声波振子的共振频率,根据该求出的共振频率设定上述基准频率。在此,所谓“根据”求出的共振频率设定基准频率,典型地是指将基准频率设定为共振频率一致。但是,也可以设定为比求出的共振频率稍低(例如低0.2kH程度)。在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中,基准频率设定部在上述超声波振子的驱动开始前使上述驱动电压的频率进行扫描来搜索并求出共振频率,根据该求出的共振频率设定上述基准频率。因此,即使由于上述超声波振子的制造偏差和温度依赖性而各个超声波振子的共振频率不同,也能根据各个超声波振子的共振频率适当设定上述基准频率。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。一般,喇叭振子与无喇叭的类型相比,Q值(共振的锐度)非常高。在该一个实施方式的超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波振子驱动装置,其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作为驱动电压的交变电压来进行驱动,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上述驱动电压;以及扫描控制部,其使上述驱动电压的频率基于根据上述超声波振子的共振频率所设定的基准频率而按以包含上述共振频率的方式预先决定的扫描宽度且按预先决定的扫描周期反复进行扫描,并且将上述扫描周期和上述扫描宽度建立关联并加以限制,使得二者在用上述扫描周期和上述扫描宽度划分的二维映射上落入预先决定的允许区域内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 JP 2016-1887161.一种超声波振子驱动装置,其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作为驱动电压的交变电压来进行驱动,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上述驱动电压;以及扫描控制部,其使上述驱动电压的频率基于根据上述超声波振子的共振频率所设定的基准频率而按以包含上述共振频率的方式预先决定的扫描宽度且按预先决定的扫描周期反复进行扫描,并且将上述扫描周期和上述扫描宽度建立关联并加以限制,使得二者在用上述扫描周期和上述扫描宽度划分的二维映射上落入预先决定的允许区域内。2.根据权利要求1所述的超声波振子驱动装置,其特征在于,具备基准频率设定部,上述基准频率设定部在上述超声波振子的驱动开始前,使上述驱动电压的频率进行扫描来搜索并求出上述超声波振子的共振频率,根据该求出的共振频率设定上述基准频率。3.根据权利要求1或2所述的超声波振子驱动装置,其特征在于,上述...

【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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1