CN101378846A - 用于高频搅动源的控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高频搅动源的控制器(1)，该控制器包括用于产生具有可变占空比的驱动信号(S3)的信号发生装置(3)。该驱动信号(S3)用于驱动高频搅动源(2)。该控制器进一步包括用于检测高频搅动源(2)的温度的温度检测装置(7)。此外，该控制器(1)适于并且设置为响应高频搅动源(2)的温度来改变驱动信号(S3)的占空比。通过改变驱动信号(S3)的占空比，能够在保持固定振荡振幅的同时，改变供应到压电晶体(2)的平均动力。这允许控制诸如压电晶体的高频搅动器的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高频搅动源的控制器。具体地，本发明涉及一种用于压电晶体的控制器。
背景技术
诸如压电晶体(piezoelectric crystal)这样的高频搅动源(agitation source)在本领域是公知的，并且用于多种目的。压电式电动机、变压器和线性驱动器是常见的。压电晶体的一个重要用途是用于雾化(nebulisation)。在许多场合中，需要不利用热而产生物质的微细雾气。这样的一个例子是医用雾化器(nebuliser)，其中，药用化合物被压电晶体雾化以便被病人吸入。雾化器的另一个用途是用在诸如花园浇灌器这样的水散布领域中。
压电晶体的问题在于，在运行过程中，它们能产生大量的热能。如果没有提供适当的措施(诸如散热器)来驱散热能，那么压电晶体在持续运行下会变得非常热。压电晶体易于在高温被损坏，因此，需要压电晶体的温度不变得过高。
在压电晶体形成雾化器的一部分时，压电晶体作用于液压头(head ofliquid)以便将液体分散成微细的雾气。在压电晶体的运行期间，液压头吸收振动能量并且使压电晶体的一些热能散去。这具有冷却压电晶体的效果。然而，如果压电晶体在所有的液体都被雾化后继续运行，晶体的温度将迅速地增大。这可导致热损坏。进一步，需要避免压电晶体的不必要的使用(浪费能量)。
解决该问题的现有技术的方法在US 4,001,650和US 5,803,362中得以说明。US 4,001,650公开了检测器的使用，该检测器用于检测雾化器中的液体的表面运动。当没有检测到表面运动时，液体被视为已经完全蒸发并且雾化过程停止。然而，US 4,001,650的装置需要复杂的检测器。
US 5,803,362公开了一种温度控制装置，其能够依据压电晶体的温度来改变供应到振荡器电路的动力。这个过程能防止压电晶体的温度超过最大温度。然而，改变供应到压电晶体的动力(且由此改变压电晶体的搅动振幅)是控制压电晶体的无效方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高频搅动源(诸如压电晶体)的控制器，该控制器能够检测压电晶体的状态并由此控制压电晶体。本发明的又一个目的是通过检查压电晶体的温度和电力要求的变化，并从该信息推断压电晶体状态且由此采取措施，来防止压电晶体达到高温。
本发明提供了一种用于高频搅动源的控制器，该控制器包括用于产生具有可变占空比(duty cycle)的驱动信号的信号发生装置，该驱动信号用于驱动高频搅动源，控制器进一步包括用于检测高频搅动源温度的温度检测装置，其中，控制器适于并且被设置为响应高频搅动源的温度来改变驱动信号的占空比。通过改变驱动信号的占空比，能够改变供应到压电晶体的平均动力。然而，不像通过改变振荡振幅来改变平均动力的常规装置，通过改变占空比，振荡振幅能够保持相对恒定。这允许最高效地驱动压电晶体用于雾化，并且在不需要时或者在压电晶体的温度过高时切断压电晶体。相对地，减小振幅以便减小温度导致压电晶体运行无效，因为这会使用动力却不发生任何雾化。这是由于在低振荡振幅处，压电晶体的振荡可能不足以引起雾化，但却仍需要动力以便运行。
优选地，控制器进一步设置为响应第一预定要求来控制驱动信号，并且确定何时已经满足了该第一预定要求。压电晶体的运行取决于诸如占空比、温度或时间这样的其它标准，以便提供自动防故障装置来防止损坏。
优选地，第一预定要求是将占空比减小到预定值以下。通过实验分析已经显示，在雾化过程期间，压电晶体的温度遵循特征曲线。首先，在包括雾化过程的系统中，可以看出温度随着施加能量以使压电晶体搅动而增大。一旦系统达到热平衡，由压电晶体施加的大部分能量用于使液体雾化。因此，此时存在温度的小变化或可以忽略的变化。最后，当液体被完全雾化时，可以看出压电晶体的温度再次增大。如果这种行为被观察到，那么控制器将减小驱动信号的占空比以便防止温度超过预定温度。因此，可以从雾化期间的占空比的值来推断出雾化过程已经结束，而不用直接测量雾化器内的液体量。该技术在没有用户控制的自动系统中对于防止压电晶体的使用和过热特别有用。
这样的系统可在没有用户干预的情况下被要求运行若干天、若干月或若干年。
如果压电晶体正确且可预测地运行，那么控制器能推断出液体是否存在。控制器能通过监视温度和驱动信号来确定雾化过程何时完成。因此，当雾化完成时，压电晶体能被切断并且压电晶体仍处于相对低的温度。以上装置能防止使用过程中的不必要热损坏和磨损。
本发明提供了独立的(self-contained)控制系统，该系统能快速并高效地完成雾化过程。该控制系统还能使压电晶体的不必要使用和热磨损最小化。本发明尤其适用于驱动用于干手器的雾化器。
附图说明
现将参考附图对本发明的实施例进行描述，其中:
图1显示了根据本发明的控制器的元件和允许方式的框图；
图2显示了测量周期和由控制器做出的温度测量的发生情况；
图3a显示了在典型的雾化过程期间压电晶体的预期温度特性的曲线图；
图3b显示了在典型的雾化过程期间压电晶体的实际输出的温度特性的曲线图；
图4a显示了在由图1中的控制器控制的雾化过程期间，压电晶体的温度作为时间的函数的曲线图；
图4b显示了在由图1中的控制器控制的雾化过程期间，占空比作为时间的函数的曲线图；
图5是显示了在压电晶体运行期间，图1中的控制器采取的判定的流程图；以及
图6是结合了由图1中的控制器控制的雾化器的干手器。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的控制器1和压电晶体2。控制器1包括信号发生器3。信号发生器3以诸如1.66kHz的指定频率产生同步信号S1。该频率是可变化的，以便以优选频率驱动压电晶体2。该优选频率通过对压电晶体2的运行特性的测量并通过将该信息传递至控制器1而被确定。频率选择的技术不是本发明的实质内容并不再进一步讨论。
锁相环路(phase locked loop)(PLL)4连接至信号发生器3。PLL以指定量对同步信号S1作乘法从而以诸如1.699MHz的更高频率提供信号S2。来自PLL4的输出信号S2连接至压电驱动器(piezo drive)5。该压电驱动器5包括开关装置，例如功率金属氧化物场效应晶体管(功率MOSFET)。压电驱动器5将信号S2转换成驱动信号S3。驱动信号S3是用于驱动压电晶体2的适当电压的正弦波形。压电驱动器5的元件和功能不是本发明的实质内容并不再进一步讨论。
调制器6连接至压电驱动器5，并且如所要求的那样向压电驱动器5提供调制信号S4。调制器6能用于提供具有可变占空比的脉冲序列。
压电晶体2包括陶瓷材料(其响应电场)和电触点。压电晶体在本领域中是公知的，并且可以使用任何适当的压电晶体。负温度系数(NTC)热敏电阻器7通过热链路(thermal link)7a连接至压电晶体2。热链路7a是导热且可延展的材料，其与负温度系数热敏电阻器7和压电晶体2二者适形接触(conformal contact)。负温度系数热敏电阻器具有取决于温度的电阻。热敏电阻器调节块8将来自负温度系数热敏电阻器7的信号S5转换为适于控制器1的温度信号S6。形成控制器1的一部分的模拟输入端9接收来自热敏电阻器调节块8的温度信号S6。控制器1利用温度信号S6来确定压电晶体2的状态并控制驱动信号S3。
在运行过程中，信号发生器3产生特定频率的同步信号S1。然后同步信号S1被提供至锁相环路4。锁相环路4将同步信号乘以1024来产生信号S2。压电驱动器5将信号S2转换为驱动信号S3。驱动信号S3具有与信号S2频率相等的正弦波形。驱动信号S3还具有100-140V范围内的峰到峰(peakto peak)电压。驱动信号S3被提供至压电晶体2以便以需要的方式驱动压电晶体2。
压电驱动器5的运行由调制器6控制。调制器6用调制信号S4控制压电驱动器5。调制信号S4能采用具有占空比的脉冲序列形式。调制信号S4的占空比由控制器1基于温度信号S6确定。调制信号S4被提供至压电驱动器5并且对驱动信号S3进行调制。因此，调制器6能够通过使驱动信号S3接通或切断来控制驱动信号S3。在调制器6的作用下，驱动信号S3采用一连串波“包(packets)”或脉冲(开状态)的形式，该波“包”或脉冲(开状态)之间具有“停顿时间”(关状态)。停顿时间由占空比确定，所述占空比是脉冲宽度与周期的比值。
压电晶体2运行时，将会产生热能。该热能将改变负温度系数热敏电阻器7的电阻。这是因为负温度系数热敏电阻器7通过热链路7a与压电晶体2热接触。负温度系数热敏电阻器7的电阻变化导致信号S5的变化。信号S5通过热敏电阻器调节块8而被转换为适用于控制器1的模拟输入端9的温度信号S6。温度信号S6包含与信号S5相同的信息。
当模拟输入端9接收信号S6时，控制器1评估温度信号S6。在本实施例中，以固定间隔对温度信号S6采样。有利地，温度信号S6在压电晶体2不运行时被采样。这是为了减少可能由于压电晶体2的运行而引入的温度变化和背景噪音。图2的示意图示出了温度信号S6的采样点。采样点P1、P2、P3、P4被均匀地间隔开并且在驱动信号S3的脉冲之间的“停顿时间”中出现。驱动信号S3的脉冲具有脉冲宽度a和周期b。因此，在这种情况下，占空比D等于a/b。脉冲之间的“停顿时间”是用于对温度信号S6采样的优选时间。温度信号S6的值与实际温度相关联并代表实际温度，由此控制器1能够确定压电晶体2的实际温度。
图3显示了典型的没有任何温度控制的雾化过程的曲线图。压电晶体2的温度依赖于压电晶体2的运行状态而以不同速率升高。如果压电晶体2被破坏(线C1)，将不会有任何明显的温度升高。然而，当压电晶体2正确地运行时，温度升高的速率能揭示与压电晶体2的情况有关的重要信息。压电晶体2贯穿动力循环的运行将参考图3a进行描述。首先，占空比被设定为最大值，以使得传递至压电晶体2的平均功率较高。由此，压电晶体2的运行将导致压电晶体2发热。实验分析已经显示出，在雾化过程期间，压电晶体的温度遵循特征曲线(characteristic profile)。最初地，可以看出温度升高(第一阶段)。一旦系统达到热平衡，由压电晶体发出的能量将用于使液体雾化。因此，可以看到温度随时间变化的速率减小(第二阶段)。温度值在该阶段中可保持恒定或甚至减小。最后，当液体被完全雾化时，可以再次看出温度随时间变化的速率升高(第三阶段)。图3b显示了示出上述温度曲线的实际测量结果。
温度变化能被用于检测雾化过程何时完成。图4a显示了在雾化的连续阶段期间占空比的改变以及压电晶体的作为时间的函数的温度变化。图4b显示了在控制器1控制下的雾化过程期间占空比的改变。控制器1改变传递至压电晶体的作用于液压头的动力，以防止压电晶体的温度超过预定的最大值。在本实施例中，预定的最大值为45℃。
在具有温度控制的雾化的第一阶段中，温度比45℃的控制温度(如图4a)和允许的最大温度55℃都要低。因此，压电晶体2将以可用的最大占空比被驱动(如图4b所示的第一阶段)。当温度接近45℃的控制温度时，雾化进入第二阶段。此时，控制器1减小占空比以使得压电晶体2的温度保持在45℃。在第二阶段期间，设备于是达到准热平衡(图4a的第二阶段示出的温度曲线)，在准热平衡中，由压电晶体发出的能量用于使液体雾化。
最后，在第三阶段中，液体将被完全雾化并且压电晶体2将更快地发热。因此，控制器1显著地减小占空比以防止温度进一步升高(图4b所示的第三阶段)。占空比的减小表示雾化过程的结束。当占空比降低到最大占空比之下的预定值x的水平时，控制器1确定雾化过程已经完成。控制器1然后切断压电晶体2。之后重复该过程。
参考图5，将对控制器的操作方法进行描述。在步骤100处，控制器1起动控制操作。控制操作采用比例积分(PI)环路的形式。在步骤101处，控制器1被初始化。控制器1载有占空比最大值。此外，压电晶体2的温度被估计。在该步骤中，负温度系数热敏电阻器7的环境温度被测量。负温度系数热敏电阻器7处于0℃和255℃之间的温度时具有电阻的特征范围。这与温度信号S6的特征值相对应。接下来，在步骤102处，控制器1确定温度读数是否有效。控制器1通过确定温度信号S6是否在特征值范围之内来实现该步骤。
如果温度信号S6在特征值范围之外，或者温度信号S6是不适于压电晶体2的环境的值，负温度系数热敏电阻器7可能会出现故障或者被不适当地连接。如果信号S6在特征值范围之外，对控制器1编程以终止该过程并切断压电驱动器5。另外还可报告出错信号。
如果控制器1确定温度信号S6在特征值的期望范围之内，那么控制器1通过提供调制信号S4来操作压电驱动器5(图1)(步骤105)。首先，控制器1产生具有容许的最大占空比的调制信号S4。然后，压电驱动器5产生驱动压电晶体2的驱动信号S3。驱动信号S3还具有容许的最大占空比。
控制器1然后返回至步骤102。在步骤102处，控制器1进入环路。在步骤103处，压电晶体2的温度被确定，并且结果输入到温度处理步骤104。更新的温度读数随后提交至控制器1，以更新诸如占空比这样的比例积分项(PI term)。在步骤106处，信号S4(以及因而驱动信号S3)的占空比依据温度测量结果而设置。如果温度是45℃的最大运行温度或与之接近，那么占空比将减小。如果温度明显低于45℃，那么占空比将设定在允许的最大值。一旦信号S4的占空比在步骤106处被设定，那么信息在步骤107处传递至压电晶体2。
在步骤108处，信号S4的占空比的大小被估计。如果信号S4的占空比低于占空比的预定值，那么雾化过程被视为已经进入雾化的第三阶段，即压电晶体2已经将所有的水头(head of water)雾化并且压电晶体2现已干燥。如果信号S4的占空比低于预定值，那么控制器1移动到步骤109处并且该过程完成。
当压电驱动器5被切断时，压电晶体2不被驱动。因为压电晶体2在没有液压头时不被驱动，这避免了压电晶体2的不必要地使用及热损坏。
当在每个环路阶段运行时，除了这些参数，控制器1还具有多个预定的最大参数。如果最大时间周期结束或者达到允许的最大温度55℃，那么控制器1还被编程以移至步骤109。选择该允许的最大温度以防止水垢(limescale)堆积。通过防止水垢堆积，可延长压电晶体2的寿命。
根据本发明的控制器1提供了用于控制形成雾化系统的一部分的压电晶体的有效装置。控制器1能够确定压电晶体2是否正确工作，并且如果其没有正确工作就使其禁用。进一步，控制器1能够推断压电晶体2上何时没有水用于雾化，并且在那种情况下，能够关闭压电晶体2。这防止了对压电晶体2的磨损和热损坏。进一步，控制器1能够从压电晶体2的热行为推断压电晶体2上何时没有水，并且无需诸如水位检测器这样的额外检测设备。
本发明可用于需要高频搅动源以被可靠并有效地驱动的任何场合，例如在没有用户控制的自动系统中，或者没有水位监视的雾化系统中。这对于诸如家用电器或医疗器械这样的应用是有益的。
本发明的上述实施例尤其适合用于诸如图6所示的干手器。干手器200包括腔体210。腔体210在其上端部220处敞开，并且开口的尺寸足够允许用户的双手(未示出)容易地插进该腔体210中用于干燥。高速气流通过具有风扇的马达单元(未示出)产生。高速气流通过两个槽状开口230排出，该两个槽状开口230设置在腔体210的上端部220处用于干燥用户的双手。用于把从用户的双手除去的水从腔体210排出的排污部(未示出)位于腔体210的下端部。雾化器240位于排污部的下游。雾化器240在图5中被示出为从干手器200局部地移除。雾化器240被局部地剖切，以显示上述驱动电路250的位置。雾化器240包括用于收集废水的收集器(未示出)和用于使废水雾化的压电晶体(未示出)。压电晶体由驱动电路250驱动，该驱动电路250包括控制器1并且由其控制。本发明的控制器1的使用允许雾化系统在运行中更加高效并且可靠。这将导致消费者的操作和维修成本较低。
应该理解的是，本发明并不限于附图中所示的实施例。具有用于控制形成雾化系统的一部分的压电晶体的控制器1的本发明上述实施例还适用于诸如洗衣干燥机这样的其它干燥机。本领域的技术人员能够设想其它形式的干燥设备，例如，诸如洗涤干燥机、通风型洗衣干燥机或全身长干燥机(full-length body dryer)的其它形式的家用或商用干燥设备。
还应理解的是，驱动源的大小和频率可依赖所需应用而改变。例如，以一定范围的频率驱动压电晶体是常见的。替代地，压电晶体可以以单个固定的频率被驱动。然而，最常见的是以共振频率或接近共振频率的频率驱动压电晶体。对于多数压电晶体，该频率在1.5至2MHz的范围内。优选的驱动频率接近于1.7MHz。
可以实施任意数量的压电晶体和控制器。比如说，例如如果需要雾化的液体容积很大，单个控制器能够控制多个压电晶体。替代地，设置多个控制器来处理不同类型的液体或在不同时刻操作。
此外，温度信号的采样点不需要被均匀地隔开。它们可以处于不规则的间隔处，并且温度信号随时间改变的速率可以通过除法计算。此外，可以在压电晶体被驱动时可选取采样点。例如如果压电晶体被恒定波形驱动时，这可能是必要的。
此外，可以使用切断压电晶体的其它方法。可以接通或切断来自控制器的数字输出，可以接通或切断来自锁相环路的驱动信号，或者可以在控制器和压电晶体之间的任意适当位置处使用机械或电子开关来切断压电晶体。
另外，压电晶体不需要被切断。控制器能够响应温度随时间变化的速率来简单地改变占空比或压电晶体的振荡频率。
另外，驱动压电晶体的占空比可取决于除了压电晶体的温度之外的其它因素。例如，占空比还可依赖控制器的温度或包括控制器的驱动电路的温度。在这种情况下，用于控制占空比的一个手段可以是设定用于控制器或驱动电路的安全运行所允许的最大占空比(例如50％)，并且压电晶体的温度可被用于在允许的最大占空比内变化驱动信号的占空比。
可以想到用于检测第三阶段结束的替代方法。例如，控制器可以寻找压电晶体的特定的时间段、温度或其它条件，以便确定相关阶段的结束。重要的是，控制器能够确定压电晶体的温度，并且响应压电晶体的温度来改变驱动信号的占空比。
Claims (17)
1、一种用于高频搅动源的控制器，所述控制器包括用于产生具有可变占空比的驱动信号的信号发生装置，该驱动信号用于驱动所述高频搅动源，所述控制器进一步包括用于检测所述高频搅动源的温度的温度检测装置，其中，所述控制器适于并且设置为响应所述高频搅动源的温度来改变所述驱动信号的占空比。
2、如权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器改变所述占空比以防止所述高频搅动器的温度超过预定的运行温度。
3、如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述占空比在所述高频搅动源的运行起动时被所述控制器设定为最大值。
4、如权利要求1至3中任一项所述的控制器，其中，所述控制器还适于且设置为响应第一预定要求来控制所述驱动信号并且确定何时已经满足了该第一预定要求。
5、如权利要求4所述的控制器，其中，所述第一预定要求是将所述占空比减小到预定值以下。
6、如权利要求4所述的控制器，其中，所述第一预定要求是对已经流逝预定时间周期的检测。
7、如权利要求4所述的控制器，其中，所述第一预定要求是对预定温度条件的检测。
8、如权利要求4至7中任一项所述的控制器，其中，所述控制器适于并且设置为在满足了所述第一预定要求时使得所述驱动信号被切断。
9、如前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述控制器设置为:在所述高频搅动器运行时，在没有观察到温度变化的情况下，使得所述驱动信号被切断。
10、如前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述控制器设置为:在所述温度超过预定的最大值时，使得所述驱动信号被切断。
11、如前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述控制器确定所述驱动信号应当保持接通的最大运行时间，并且在超过所述最大运行时间时使得所述驱动信号被切断。
12、如前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述控制器以预定间隔检测所述高频搅动器的温度。
13、一种结合如前述权利要求中任一项所述的控制器的驱动电路。
14、如权利要求13所述的驱动电路，其中，所述驱动电路还包括用于检测所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置，所述控制器适于并且设置为响应所述驱动电路的至少一部分的温度来改变所述驱动信号的最大占空比。
15、一种结合如权利要求13或14所述的驱动电路的雾化器。
16、一种结合如权利要求15所述的雾化器的干手器。
17、一种大致如上下文中参考附图所描述的控制器。
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| US10041236B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-08-07 | Bradley Corporation | Multi-function fixture for a lavatory system |
| US10695805B2 (en) * | 2017-02-03 | 2020-06-30 | Texas Instruments Incorporated | Control system for a sensor assembly |
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|---|---|---|---|---|
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| US4602642A (en) * | 1984-10-23 | 1986-07-29 | Intelligent Medical Systems, Inc. | Method and apparatus for measuring internal body temperature utilizing infrared emissions |
| JPH0557243A (ja) * | 1991-09-02 | 1993-03-09 | Sanden Corp | 超音波振動発生装置 |
| US5150334A (en) * | 1991-09-16 | 1992-09-22 | Bindicator Company | System and method for ultrasonic measurement of material level |
| GB2265845B (en) * | 1991-11-12 | 1996-05-01 | Medix Ltd | A nebuliser and nebuliser control system |
| EP0957792A4 (en) * | 1995-05-02 | 2000-09-20 | Heart Rhythm Tech Inc | ARRANGEMENT FOR CONTROLLING AN ABLATION ENERGY SUPPLIED TO A PATIENT |
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| US6491840B1 (en) * | 2000-02-14 | 2002-12-10 | The Procter & Gamble Company | Polymer compositions having specified PH for improved dispensing and improved stability of wrinkle reducing compositions and methods of use |
| JP2001258154A (ja) * | 1997-04-30 | 2001-09-21 | Shin Nakagawa | スイッチング電源装置 |
| JP2000060763A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-02-29 | Toto Ltd | 手洗浄乾燥装置 |
| JP3693094B2 (ja) * | 1999-03-29 | 2005-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US6908962B1 (en) * | 1999-07-26 | 2005-06-21 | The Procter & Gamble Company | Stable silicone oil emulsion composition, article of manufacture, and method of fabric wrinkle control |
| DE19962280A1 (de) * | 1999-12-23 | 2001-07-12 | Draeger Medizintech Gmbh | Ultraschallvernebler |
| US6589229B1 (en) * | 2000-07-31 | 2003-07-08 | Becton, Dickinson And Company | Wearable, self-contained drug infusion device |
| US6946623B2 (en) * | 2000-09-15 | 2005-09-20 | Powerpulse Technologies, L.P. | Appliance for liquefying solder with variable duty cycle and method of implementing |
| CA2359742C (en) * | 2000-10-20 | 2010-09-28 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Method for calculating transducer capacitance to determine transducer temperature |
| JP2003117282A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-22 | Sharp Corp | 超音波洗浄装置 |
| JP2005264891A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Mikuni Corp | 酸素センサ用加熱ヒータ制御装置 |
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