CN109689230A - 超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器 - Google Patents

超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器 Download PDF

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Abstract

本发明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。

Description

超声波振子驱动装置和网眼式喷雾器
技术领域
本发明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，本发明涉及具备这种超声波振子驱动装置的网眼式喷雾器。
背景技术
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
发明内容
发明要解决的问题
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，本发明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，本发明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，本发明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。
在本发明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，能与共振频率的制造偏差和温度依赖性无关地对喇叭振子进行稳定驱动，本发明带来的这一益处很大。
在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，
上述超声波振子的振动用于使液体雾化并进行喷雾，
上述二维映射上的上述允许区域设定为使得上述液体的喷雾量为使上述超声波振子以上述共振频率振动时的喷雾量的90％以上。
在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，上述超声波振子的振动用于使液体雾化并进行喷雾。在此，上述二维映射上的上述允许区域设定为使得上述液体的喷雾量为使上述超声波振子以上述共振频率振动时的喷雾量的90％以上。由此，能可靠地抑制上述超声波振子的驱动效率的降低。
在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，上述扫描控制部将上述扫描周期保持固定，并且将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为比向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度小。
在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，将上述扫描周期保持固定，并且上述扫描控制部将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为比向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度小。因此，上述扫描周期中的上述超声波振子实质上不振动的期间比上述超声波振子高效振动的期间短。由此，能进一步抑制上述超声波振子的驱动效率的降低。
在一个实施方式的超声波振子驱动装置中，其特征在于，上述扫描控制部将上述扫描周期保持固定，并且将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.10kHz，将向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.25kHz。
在该一个实施方式的超声波振子驱动装置中，上述扫描控制部将上述扫描周期保持固定，并且将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.10kHz，将向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.25kHz。根据本发明的发明人等的实验结果(后述)，由此，能可靠地抑制上述超声波振子的驱动效率的降低。例如，在上述超声波振子的振动用于使液体雾化并进行喷雾的情况下，即使将上述扫描周期设定为长达例如10秒钟，上述液体的喷雾量也会成为使上述超声波振子以上述共振频率振动时的喷雾量的90％以上。
在另一方面中，本发明的网眼式喷雾器的特征在于，
具备：上述发明的超声波振子驱动装置，其中，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；以及
平板状或者片状的网眼部，其与上述喇叭振子的振动面相对配置，
使供应到上述振动面和上述网眼部之间的液体通过上述网眼部而雾化并进行喷雾。
在本说明书中，“平板状或者片状的网眼部”是指具有贯通平板或者片的多个贯通孔，并用于使液体通过这些贯通孔而雾化的部件。此外，片包括膜。
根据本发明的网眼式喷雾器，能使上述液体高效地雾化并进行喷雾。
发明效果
从以上可知，根据本发明的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，根据本发明的网眼式喷雾器，能使液体高效地雾化并进行喷雾。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的超声波振子驱动装置的模块构成的图。
图2是示出搭载有上述超声波振子驱动装置的网眼式喷雾器的雾化部的构成的图。
图3是示出构成上述超声波振子驱动装置的控制部的控制流程的图。
图4是说明上述超声波振子驱动装置的基准频率设定处理的图。
图5的(A)是举例示出驱动电压的频率f随着时间经过而进行扫描的方式的时间对频率(t-f)线图。图5的(B)与图5的(A)对应，是示意性地示出驱动电压随着时间经过而变化的方式的时间对电压(t-V)线图。图5的(C)是举例示出驱动电压的频率f随着时间经过而进行扫描的另一方式的时间对频率(t-f)线图。
图6是在作为用扫描周期和扫描宽度划分的二维映射的表格上示出了扫描周期和扫描宽度的允许区域A的图。
图7是示意性地示出对喇叭振子及其周围的温度变化进行反馈控制的方法的图。
图8是示出驱动电压的频率变化带来的喇叭振子的阻抗(用实线表示)和相位(用虚线表示)的变化的图。
图9是关于某种喇叭振子(设共振频率为fr)，示出驱动电压的频率的实用范围的图。
图10是关于由于制造偏差而共振频率不同的3个喇叭振子样本，示出使驱动电压的频率变化时的每单位时间的喷雾量的变化的图。
图11是关于共振频率不同的4个喇叭振子样本，示出环境温度的变化带来的共振频率的变化(温度依赖性)的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图2示出了搭载有本发明的一个实施方式的超声波振子驱动装置的网眼式喷雾器(用附图标记1表示整体)的雾化部的构成。该网眼式喷雾器1具备：在上部具有开口18的主体10；以及内置于该主体10内的作为超声波振子的喇叭振子40。在主体10的外面设有未图示的电源开关。
喇叭振子40是将振动面43、压电元件41和喇叭42组合为一体而构成的，其中，振动面43相对于上方的开口18水平配置，压电元件41配置在从该振动面43向下方分离的位置，喇叭42配置在压电元件41和振动面43之间，将压电元件41的振动放大并且传递到振动面43。对喇叭振子40(准确地说是压电元件41)的驱动电压由后述的超声波振子驱动装置60供应。该喇叭振子40具有如图8、图9中所例示的固有的共振频率fr。
在开口18和振动面43之间，可装卸地配置安装有更换构件20。该更换构件20包含：与振动面43相对的作为平坦片的膜21；以及支撑该膜21的周缘的大致圆环状的底板部22。膜21通过粘接或者熔接而装配于底板部22的上表面。膜21中的大致中央的区域构成了网眼部21a。在网眼部21a形成有贯通膜21的多个微小的贯通孔(未图示)。底板部22在本例中为了定位而以1个部位抵接于振动面43的缘部43e。更换构件20以相对于振动面43稍微倾斜的状态与喇叭振子40一起被主体10内的未图示的部件支撑。此外，关于网眼部21a，也可以代替膜21而在平板中形成多个微小的贯通孔来构成。
在该网眼式喷雾器1进行动作时，用户使主体10相对于竖直方向稍微倾斜。由此，从主体10内的供液部17如箭头F所示那样向喇叭振子40的振动面43上供应液体(在本例中为药液)。也就是说，向振动面43和网眼部21a之间供应药液。然后，当用户将电源开关接通时，会对喇叭振子40的压电元件41施加驱动电压，通过喇叭42使振动面43振动。由此，通过网眼部21a(更准确地说是贯通膜21的多个贯通孔)而使药液雾化，通过开口18进行喷雾。
图1示出了搭载于网眼式喷雾器1的超声波振子驱动装置60的模块构成。
该超声波振子驱动装置60包含：驱动电压产生部62，其产生要施加到喇叭振子40(准确地说是压电元件41)的驱动电压(交变电压)；电流检测部65，其检测流到喇叭振子40的电流；以及控制部61，其对上述的驱动电压产生部62进行控制。附图标记69表示接地(GND)。
驱动电压产生部62包含频率可变振荡部63和放大部64。频率可变振荡部63包含例如市面销售的函数发生器用IC(集成电路)，产生在包含喇叭振子40的共振频率fr的频率范围中频率可变的成为驱动电压的来源的矩形波的交变电压。在本例中，频率可变振荡部63具有至少在175kHz～185kHz的范围内能使频率按每0.05kHz可变的功能。另外，交变电压的正电压期间与负电压期间之比是可变的，在本例中设为1比1(占空比为50％)。放大部64将频率可变振荡部63所产生的交变电压进行放大，输出具有足以对喇叭振子40进行驱动的振幅的驱动电压。
电流检测部65例如包含电流检测用的未图示的电阻元件和将在该电阻元件中发生了下降的电压进行放大的未图示的运算放大器(Operational Amplifier)，对流到喇叭振子40的电流进行检测。在本例中，电流检测部65仅用于在喇叭振子40的驱动开始前设定后述的基准频率fo，在驱动中不使用。
控制部61包含CPU(Central Processing Unit；中央运算处理装置)，除了作为扫描(sweep)控制部进行工作来控制驱动电压产生部62的动作以外，还对网眼式喷雾器1的动作整体进行控制。
如使用图8、图9说明的那样，在驱动电压的频率f比喇叭振子40的共振频率fr稍低时，喇叭振子40高效振动，另一方面，在驱动电压的频率f比喇叭振子40的共振频率fr稍高时，喇叭振子40实质上不振动。另外，如使用图11说明的那样，如果喇叭振子40及其周围的温度上升，则喇叭振子40的共振频率fr会降低，另一方面，如果喇叭振子40及其周围的温度下降，则喇叭振子40的共振频率fr会上升。
因此，在该网眼式喷雾器1中，控制部61进行图3所示的处理，与共振频率的制造偏差和温度依赖性无关地对喇叭振子40进行稳定驱动。
具体地说，当网眼式喷雾器1的电源开关接通时，在雾化动作(喇叭振子40的驱动)开始前，在图3的步骤S11中，控制部61作为基准频率设定部进行工作，进行如下基准频率设定的处理。
即，如图4所示，控制部61使驱动电压产生部62(准确地说是频率可变振荡部63)所产生的驱动电压的频率f在本例中在175kHz～185kHz的范围中按每0.2kHz依次变化。在此，频率f＝175kHz～185kHz的范围是在考虑到共振频率的制造偏差和温度依赖性的基础上，可期待必然将搭载于主体10的喇叭振子40的共振频率fr包含在内的范围。并且，控制部61接受电流检测部65的输出，对流到喇叭振子40的电流值(有效值)Ie依次进行采样并输入。进而，控制部61将驱动电压的电压值(有效值)Ve分别除以它们的电流值Ie，在驱动电压的频率f＝175kHz～185kHz的范围中求出喇叭振子40的阻抗Z的最小值Zmin。然后，将得出最小值Zmin时的频率f识别为喇叭振子40的共振频率fr。这样，控制部61搜索并求出共振频率fr。然后，根据求出的共振频率fr，在本例中将基准频率fo设定为与共振频率fr一致。即，设定为fo＝fr。
因此，即使由于喇叭振子40的制造偏差和温度依赖性而各个喇叭振子40的共振频率fr不同，也能根据各个喇叭振子40的共振频率fr适当地设定基准频率fo。
此外，在本例中是将基准频率fo设定为与求出的共振频率fr一致，但是不限于此。控制部61也可以将基准频率fo设定为比求出的共振频率fr稍低，例如低0.2kHz程度。
接下来，在图3的步骤S12中，控制部61作为扫描控制部进行工作，如下面(1)和(2)所述的那样对驱动电压的频率f进行控制。
(1)基本上，如图5的(A)所示，控制部61使驱动电压的频率f基于根据喇叭振子40的共振频率fr所设定的基准频率fo而按以包含共振频率fr的方式预先决定的扫描宽度Δf1、Δf2，并且按预先决定的扫描周期ΔS反复进行扫描。在此，设定为Δf1＝Δf2＞0。在本例中，在1个扫描周期ΔS中，驱动电压的频率f随着时间t的经过而从基准频率fo向高于基准频率fo的一侧直线上升到(fo+Δf1)，接下来，经过基准频率fo，并向低于基准频率fo的一侧直线下降到(fo－Δf2)，进而，直线上升而返回到基准频率fo。图5的(B)与图5的(A)对应，示意性地示出了驱动电压V随着时间t的经过而变化的方式。
这样，控制部61使驱动电压的频率f基于根据喇叭振子40的共振频率fr所设定的基准频率fo，按以包含共振频率fr的方式预先决定的扫描宽度Δf1、Δf2并且按预先决定的扫描周期ΔS反复进行扫描。例如，在驱动开始时，驱动电压的频率f比喇叭振子40的共振频率fr稍低(例如低0.2kH程度)时，喇叭振子40高效振动。由此，如图7中用箭头P1所示，喇叭振子40及其周围的温度T上升。当喇叭振子40及其周围的温度T上升时，如图7中用箭头P2所示，喇叭振子40的共振频率fr降低。由此，与驱动开始时的状态相比，扫描周期ΔS中的驱动电压的频率f高于喇叭振子40的共振频率fr的期间变长，扫描周期ΔS中的喇叭振子40实质上不振动的期间变长。由此，如图7中用箭头P3所示，喇叭振子40及其周围的温度T下降。当喇叭振子40及其周围的温度T下降时，如图7中用箭头P4所示，喇叭振子40的共振频率fr变高。由此，与刚刚之前的状态相比，扫描周期ΔS中的驱动电压的频率f低于喇叭振子40的共振频率fr的期间变长，扫描周期ΔS中的喇叭振子40高效振动的期间变长。由此，再次如图7中用箭头P1所示，喇叭振子40及其周围的温度T上升。这样，喇叭振子40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，能与喇叭振子40的共振频率fr的温度依赖性无关地对喇叭振子40进行稳定驱动。另外，上述扫描是基于根据喇叭振子40的共振频率fr所设定的基准频率fo而进行的，因此能与喇叭振子40的共振频率fr的制造偏差无关地对喇叭振子40进行稳定驱动。
此外，如图5的(C)所示，也可以将扫描周期ΔS保持固定，并且将向高于基准频率fo的一侧的扫描宽度Δf1设定为比向低于基准频率fo的一侧的扫描宽度Δf2小。由此，扫描周期ΔS中的喇叭振子40实质上不振动的期间比喇叭振子40高效振动的期间短。由此，能抑制喇叭振子40的驱动效率降低。
(2)而且，控制部61关于驱动电压的频率f，将上述扫描周期ΔS和扫描宽度Δf1、Δf2建立关联并加以限制。
详细地说，图6示出了在用扫描周期和扫描宽度划分的作为二维映射的表格(表)上，关于扫描周期ΔS和扫描宽度Δf1、Δf2的允许区域(标注斜线来表示)A。图6的表格的表头(上段)示出了扫描周期ΔS的划分。在本例中，扫描周期ΔS划分为0.05msec、0.1msec、1sec、10sec这4个。图6的表格的表侧(左栏)示出了扫描宽度Δf1、Δf2的划分。在本例中，扫描宽度Δf1、Δf2划分为表示Δf1＝Δf2＝0.75kHz的“fo±0.75kHz”、表示Δf1＝Δf2＝0.5kHz的“fo±0.5kHz”、表示Δf1＝Δf2＝0.25kHz的“fo±0.25kHz”、表示Δf1＝Δf2＝0.1kHz的“fo±0.1kHz”以及表示Δf1＝0.1kHz并且Δf2＝0.25kHz的“fo－0.25kHz～fo+0.1kHz”这5个。在图6的表格的表体中，○标记表示在带有该标记的划分栏中，药液的喷雾量为使喇叭振子40以共振频率fr振动时的喷雾量(在本例中为约0.5ml/m)的90％以上。另一方面，×标记表示在带有该标记的划分栏中，药液的喷雾量不到使喇叭振子40以共振频率fr振动时的喷雾量的90％。例如，在扫描周期ΔS＝0.05msec的情况下，如果扫描宽度Δf1＝Δf2＝0.74kHz则为○标记，如果Δf1＝Δf2＝0.76kHz则为×标记。另一方面，在扫描宽度Δf1＝Δf2＝0.5kHz的情况下，如果扫描周期ΔS＝0.09msec则为○标记，如果扫描周期ΔS＝1.1msec则为×标记。这些带有○标记的允许区域A与带有×标记的非允许区域B之间的边界Ao是通过本发明的发明人的实验而首次得到了确认。此外，在表示扫描宽度Δf1＝0.1kHz并且Δf2＝0.25kHz的“fo－0.25kHz～fo+0.1kHz”的划分栏中，扫描周期ΔS的上限超过了10sec而极长，因此未能确认扫描周期ΔS的上限。
因此，控制部61关于驱动电压的频率f，设定为使扫描周期ΔS和扫描宽度Δf1、Δf2落入图6的表格的允许区域A内。例如，设定为扫描周期ΔS＝10sec，扫描宽度Δf1＝0.1kHz并且Δf2＝0.25kHz。由此，能可靠地抑制喇叭振子40的驱动效率降低。在本例中，药液的喷雾量为使喇叭振子40以共振频率fr振动时的喷雾量的90％以上。
控制部61在雾化动作中不返回图3的步骤S11，而是继续进行上述(1)和(2)的驱动电压的频率f的控制(图3的步骤S12)。因此，不需要为了求出共振频率fr而将雾化动作中断，不需要使用户等待。此后，在图3的步骤S13中，在从用户接通电源开关起经过了固定期间(例如10分钟)时，或者在用户将电源开关切断时，控制部61使处理结束。
这样，在具备该超声波振子驱动装置60的网眼式喷雾器1中，能抑制带有共振频率的制造偏差和温度依赖性的喇叭振子40的驱动效率降低并且稳定地喇叭振子40进行驱动。其结果是，能使药液高效地雾化并进行喷雾。
在上例中，如图6所示，“二维映射”构成为例如扫描周期划分为4个，扫描宽度划分为5个的二维的表格(表)，但是不限于此。扫描周期的划分、扫描宽度的划分也可以更粗略。相反，也可以使扫描周期ΔS与扫描宽度Δf1、Δf2的划分非常细致，因此，而构成允许区域A和非允许区域B之间的边界Ao实质上平滑的二维图表。希望这种“二维映射”被存储于控制部61所具有的未图示的存储部(存储器)。
另外，在上例中，如图5的(A)、图5的(C)所示，驱动电压的频率f随着时间t的经过而直线地上升或者下降，但是不限于此。驱动电压的频率f也可以按曲线进行扫描，例如以随着时间经过而描绘正弦波的方式进行扫描。
另外，在上例中，超声波振子为喇叭振子40，但是不限于此。本发明也能应用于不具有喇叭而是包括压电元件的超声波振子。
以上的实施方式是例示，能不脱离本发明的范围而进行各种变形。上述多个实施方式能分别单独成立，但是也能将实施方式彼此组合。另外，不同实施方式中的各种特征也能分别单独成立，但是也能将不同实施方式中的特征彼此组合。
附图标记说明
1 网眼式喷雾器
10 主体
20 更换构件
21a 网眼部
40 喇叭振子
41 压电元件
42 喇叭
43 振动面
60 超声波振子驱动装置
61 控制部
62 驱动电压产生部
A 允许区域。

Claims (7)

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。
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。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的超声波振子驱动装置，其特征在于，
上述超声波振子的振动用于使液体雾化并进行喷雾，
上述二维映射上的上述允许区域设定为使得上述液体的喷雾量为使上述超声波振子以上述共振频率振动时的喷雾量的90％以上。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的超声波振子驱动装置，其特征在于，
上述扫描控制部将上述扫描周期保持固定，并且将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为比向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度小。
6.根据权利要求5所述的超声波振子驱动装置，其特征在于，
上述扫描控制部将上述扫描周期保持固定，并且将向高于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.10kHz，将向低于上述基准频率的一侧的扫描宽度设定为0.25kHz。
7.一种网眼式喷雾器，其特征在于，
具备：权利要求3所述的超声波振子驱动装置；以及
平板状或者片状的网眼部，其与上述喇叭振子的振动面相对配置，
使供应到上述振动面和上述网眼部之间的液体通过上述网眼部而雾化并进行喷雾。
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