【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波电源和数字孪生，特别涉及基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法。
技术介绍
1、超声波电源，是一种将市电信号转变为高频交流信号并将高频交流信号与换能器匹配的电源装置，超声波电源根据不同的匹配和换能器组合可以进行超声波清洗，超声波焊接等不同工作，是一种普适性极高的电源系统，但超声波电源系统在工作中往往存在负载变化、磁性元件和换能器温升等问题，这些问题将严重影响电源和换能器的正常工作，导致系统效率下降、失谐、甚至器件损坏。
2、数字孪生技术是一种基于数字化模型的技术，它通过将物理实体或系统的数字化模型与实际实体或系统进行实时同步和反馈，以实现对实体或系统的监测、预测、优化和仿真。将其应用于超声波电源领域其可以很好的解决超声波电源工作过程中遇到的动态变化问题，特别是大功率应用中换能器和磁芯元件随工作过程的温升问题，此温升不仅会使换能器动态参数变化导致系统失去谐振状态降低系统效率，同时还会导致匹配电感的磁芯磁滞损耗增加，更严重的是使磁芯磁导率下降，导致电感值突变失效，失去匹配能力，进而导致整个系统失效
【技术保护点】
1.基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，包括超声波电源系统、高频电压电流采样单元、数字孪生体模型、器件状态异常判断方法。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，所述超声波电源系统包括前级的AC-DC整流滤波模块、中间级的DC-AC高频逆变模块及后级的匹配网络和换能器模块；所述AC-DC模块将市电输入的交流信号通过整流滤波转换成直流电，所述DC-AC高频逆变模块将整流后的直流电压信号通过高频工作的全桥电路转变为高频交流信号，所述后级匹配网络用于实现将中间级高频电源输出与换能器进行匹
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【技术特征摘要】
1.基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，包括超声波电源系统、高频电压电流采样单元、数字孪生体模型、器件状态异常判断方法。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，所述超声波电源系统包括前级的ac-dc整流滤波模块、中间级的dc-ac高频逆变模块及后级的匹配网络和换能器模块；所述ac-dc模块将市电输入的交流信号通过整流滤波转换成直流电，所述dc-ac高频逆变模块将整流后的直流电压信号通过高频工作的全桥电路转变为高频交流信号，所述后级匹配网络用于实现将中间级高频电源输出与换能器进行匹配。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，所述高频电压电流采样单元包括电压采样模块和电流采样模块；所述电压采样模块为高频高压采样，采用具有降压作用的变压器进行实时采样；所述电流采样模块为高频电流采样，采用电流互感器进行采样；所述电压电流采样后的信号都采用运算放大器进行处理，然后输入到控制芯片中，控制芯片通过串口实时的将处理后的信号上传到电脑中。
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的超声波设备中器件状态的判断系统和方法，其特征在于，所述数字孪生体包含两个部分，其一为智能算法部分，其二为等效电路部分；所述智能算法部分，根据电路理论建立电路方程，并根据采样的电压电流输入和微分方程算法计算电路方程的下一时刻点的电压电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：严宇，周玉斐，刘敏宇，袁润之，马恩鹏，齐登李，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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