【技术实现步骤摘要】
超声换能器的谐振频率跟踪方法、装置及相关设备
[0001]本申请涉及超声
，特别涉及一种超声刀系统及其超声换能器的谐振频率跟踪方法、装置和能量发生器。
技术介绍
[0002]超声换能器是一种利用压电元件实现电能到机械能(即，超声振动)转化的器件，其在超声清洗、超声加工以及超声医疗器械等领域均有广泛应用。一般地，为了能够提高超声换能器的能量转换效率，实现电能至机械能的最大转换，需要采用合适的工作频率来激励超声换能器，使超声换能器工作在谐振频率附近。在实际应用中，由于负载、温度的变化，以及超声换能器的振动疲劳等因素，超声换能器的谐振频率会发生漂移，因此，在超声系统工作过程中需要不断地对超声换能器的谐振频率进行跟踪。现有技术中多采用锁定超声换能器的等效电路的相位差零点或者总电路阻抗幅值的最小值的方法来跟踪超声换能器的谐振频率。
[0003]然而，在实践的过程中，专利技术人发现：超声换能器的等效电路的相位差零点和总电路阻抗幅值的最小值并非在任意情况下均与谐振频率保持对应关系，因此，现有技术在实际应用中的频率跟踪准确率并不高。
[0004]鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种超声刀系统及其超声换能器的谐振频率跟踪方法、装置和能量发生器，以便有效提高对谐振频率的跟踪准确率。
[0006]为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种超声换能器的谐振频率跟踪方法，包括：
[0007]确定超...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声换能器的谐振频率跟踪方法，其特征在于，包括：确定超声换能器的参考谐振频率；以所述参考谐振频率激励所述超声换能器，并计算在所述参考谐振频率下，所述超声换能器的电路导纳实部初始值，记为参考值；继续以所述参考谐振频率激励所述超声换能器，按照预设的采样时间，更新计算所述超声换能器的电路导纳实部，记为采样值；基于所述采样值与所述参考值之间的变化差值，调整用于激励所述超声换能器的工作频率；将调整后的工作频率更新作为所述参考谐振频率，并返回所述以所述参考谐振频率激励所述超声换能器并计算在所述参考谐振频率下所述超声换能器的电路导纳实部初始值的步骤，以实现所述工作频率对谐振频率的跟踪。2.根据权利要求1所述的谐振频率跟踪方法，其特征在于，所述确定超声换能器的参考谐振频率，包括：在预设频率范围内进行扫频测试，以计算各个频率点下超声换能器的电路导纳实部，从而确定所述超声换能器的电路导纳实部的最大值；将取得所述电路导纳实部的最大值的频率点确定为所述超声换能器的参考谐振频率。3.根据权利要求2所述的谐振频率跟踪方法，其特征在于，所述在预设频率范围内进行扫频测试时所采用的能量低于所述超声换能器正常工作时所采用的能量。4.根据权利要求1至3任一项所述的谐振频率跟踪方法，其特征在于，所述采样值与所述参考值之间的变化差值根据下述公式确定：E
n
＝(G
tn-G
rn
)*sign(φ
tn-φ
rn
)；其中，E
n
为第n次调整时计算得到的所述采样值与所述参考值之间的变化差值；G
tn
为第n次调整时更新计算得到的采样值；G
rn
为第n次调整前获取到的参考值；φ
tn
为更新计算所述采样值G
tn
时所述超声换能器的等效电路的电流与电压的相位差；φ
rn
为计算所述参考值G
rn
时所述超声换能器的等效电路的电流与电压的相位差。5.根据权利要求4所述的谐振频率跟踪方法，其特征在于，在所述基于所述采样值与所述参考值之间的变化差值，调整用于激励所述超声换能器的工作频率的步骤之前，所述方法还包括：获取历史调整过程中的各个采样值与参考值之间的变化差值；则，所述基于所述采样值与所述参考值之间的变化差值，调整用于激励所述超声换能器的工作频率，包括：基于所述采样值与所述参考值之间的变化差值以及历史调整过程中的各个采样值与参考值之间的变化差值，根据预设控制公式调整用于激励所述超声换能器的工作频率；其中，所述预设控制公式为：f
n+1
＝f
n
+E
n
*P+EI
n
*I+ED
n
*D；其中，f<...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞连路，梁康，王羽林，赵军，
申请(专利权)人：深圳开立生物医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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