CN213336458U

CN213336458U - 一种谐振频率检测系统

Info

Publication number: CN213336458U
Application number: CN202022265232.3U
Authority: CN
Inventors: 王杨; 徐昆仑; 董花芬; 李金凤
Original assignee: Henan Xiangyu Medical Equipment Co Ltd
Current assignee: Henan Xiangyu Medical Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2030-10-12

Abstract

本实用新型公开了一种谐振频率检测系统，由于驱动电压的频率与谐振频率越接近时，超声换能器的等效电阻越小，其工作电流越大，因此在本申请中处理器可以控制驱动电压生成电路依次生成不同预设频率的电压，并且可以将最大的电流值对应的预设频率确定为待测超声换能器的实际谐振频率，能够准确地确定出待测超声换能器的实际谐振频率，也就能够提高超声换能器的能量转换效率，降低了能源的浪费。

Description

一种谐振频率检测系统

技术领域

本实用新型涉及超声治疗仪领域，特别是涉及一种谐振频率检测系统。

背景技术

在超声波治疗仪中，电源需要提供振荡频率与超声换能器的谐振频率相同的电能，才能够使得超声换能器在将电能转换成超声波的过程中的转换效率达到最高，虽然超声换能器在出厂时具有谐振频率标称值，但是该标称值的准确性需要验证，然而现有技术中没有一种成熟的谐振频率检测系统，导致电源提供的振荡频率与超声换能器的实际谐振频率不同，从而降低了能源转换效率，造成了能源了浪费。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种谐振频率检测系统，能够准确地确定出待测超声换能器的实际谐振频率，也就能够提高超声换能器的能量转换效率，降低了能源的浪费。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种谐振频率检测系统，包括：

分别与处理器以及待测超声换能器连接的驱动电压生成电路，用于在所述处理器的控制下依次生成不同预设频率的电压，以便驱动所述待测超声换能器工作；

与所述待测超声换能器连接的电流检测电路，用于检测所述待测超声换能器的工作电流的电流值；

与所述电流检测电路连接的所述处理器，用于将最大的所述电流值对应的所述预设频率记录为所述待测超声换能器的实际谐振频率。

优选地，所述驱动电压生成电路具体为第一功率放大电路；

所述在所述处理器的控制下依次生成不同预设频率的电压具体为：

对处理器依次输出的不同预设频率的脉冲宽度调制信号进行功率放大。

优选地，所述电流检测电路包括：

与所述待测超声换能器连接的电流采样电路，用于采样得到所述待测超声换能器的工作电流的电流信号；

与所述电流采样电路连接的第二功率放大电路，用于将所述电流信号转换为电压信号后放大，以便所述处理器根据放大后的所述电压信号得到所述电流值。

优选地，该谐振频率检测系统还包括：

与所述处理器连接的提示器，用于在所述处理器的控制下对所述实际谐振频率进行提示。

优选地，所述提示器为液晶显示器。

优选地，该谐振频率检测系统还包括：

与所述处理器连接的人机交互装置，用于通过其对不同的所述预设频率进行设置。

优选地，所述人机交互装置为人机界面HMI。

优选地，该谐振频率检测系统还包括：

与所述处理器连接的数据传输装置，用于在所述处理器的控制下将所述实际谐振频率传输至网络终端；

与所述数据传输装置连接的所述网络终端。

优选地，所述数据传输装置为无线网WIFI。

优选地，所述网络终端为计算机。

本实用新型提供了一种谐振频率检测系统，由于驱动电压的频率与谐振频率越接近时，超声换能器的等效电阻越小，其工作电流越大，因此在本申请中处理器可以控制驱动电压生成电路依次生成不同预设频率的电压，并且可以将最大的电流值对应的预设频率确定为待测超声换能器的实际谐振频率，能够准确地确定出待测超声换能器的实际谐振频率，也就能够提高超声换能器的能量转换效率，降低了能源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种谐振频率检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种谐振频率检测系统的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种第一功率放电路的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种电流检测电路的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种谐振频率检测系统，能够准确地确定出待测超声换能器的实际谐振频率，也就能够提高超声换能器的能量转换效率，降低了能源的浪费。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型提供的一种谐振频率检测系统的结构示意图，该谐振频率检测系统包括：

分别与处理器1以及待测超声换能器连接的驱动电压生成电路2，用于在处理器1的控制下依次生成不同预设频率的电压，以便驱动待测超声换能器工作；

与待测超声换能器连接的电流检测电路3，用于检测待测超声换能器的工作电流的电流值；

与电流检测电路3连接的处理器1，用于将最大的电流值对应的预设频率记录为待测超声换能器的实际谐振频率。

具体的，考虑到上述背景技术中的技术问题，申请人考虑到驱动电压的频率与谐振频率越接近时，超声换能器的等效电阻越小，其工作电流越大，因此在本申请中处理器1可以控制驱动电压生成电路2依次生成不同预设频率的电压，用以驱动超声换能器工作，并且可以对比不同预设频率下的待测超声换能器的工作电流的电流值，将最大的电流值所对应的预设频率记录为待测超声换能器的实际谐振频率，可以准确地得到待测超声换能器的谐振频率，从而提高超声换能器的能量转换效率，节省了能源。

具体的，考虑到不可能实现对于超声换能器所有可能的谐振频率进行一一检测，比较耗费时间，因此本实用新型实施例中的不同预设频率可以设置为等间隔的多个不同的预设频率，以此种方式来节省谐振频率的检测时间。

具体的，在通过每一种预设频率的电压对待测超声换能器进行驱动时，均需测量出该种预设频率的电压所对应的电流值。

其中，预设频率可以为多种具体数值，其可以根据待测超声换能器的具体情况进行自主设置，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，处理器1具体可以为单片机控制电路，在单片机控制电路中，主芯片可以为为STM32F103VCT6，其主要功能是产生不同频率的，也可以调节占空比的PWM(脉宽调制)方波驱动信号，可以实现1HZ-72MHZ的频率输出，当然没必要全部都输出一遍，因为我们已知超声换能器的标称谐振频率f0，我们可以只需输出标称谐振频率的±10％，即从0.9f0到1.1f0的频率范围即可，我们以标称谐振频率是1Mhz的超声换能器举例，即需输出的频率PWM_1M范围是900K到1100K，基于单片机控制电路可以实现其余功能，例如第二个功能是实现不同频率驱动时的产生的电压信号采集，并内部分析出最大的电压信号所对应的驱动频率即为超声换能器的谐振频率，第三个功能是与显示屏通信，可以实时显示识别到的换能器的谐振频率，第四个功能是与WIFI模块通信。

为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2以及图3，图2为本实用新型提供的另一种谐振频率检测系统的结构示意图，图3为本实用新型提供的一种第一功率放电路的结构示意图，在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，驱动电压生成电路2具体为第一功率放大电路；

在处理器1的控制下依次生成不同预设频率的电压具体为：

对处理器1依次输出的不同预设频率的脉冲宽度调制信号进行功率放大。

具体的，在本实用新型实施例中，处理器1可以自主输出不同预设频率的脉冲宽度调制信号，为了通过脉冲宽度调制信号得到待测超声换能器的驱动电压，可以通过第一功率放大电路对脉冲宽度调制信号进行功率放大，以便通过放大后的脉冲宽度调制信号对待测超声换能器进行驱动。

具体的，本实用新型实施例中的第一功率放大电路的目的是将第一部分的原始的的峰峰值仅3.3V的方波信号，放大至峰峰值12V或者更高的峰峰值的方波或者正弦波信号，而无论是那种方式放大第一部分的PWM_1M信号，均可以对超声换能器的工作电流进行采样。

具体的，第一功率放大电路具有结构简单、体积小以及成本低等优点。

当然，除了第一功率放大电路外，驱动电压生成电路2还可以为其他多种类型，例如可以为高频变压器驱动等，本实用新型实施例在此不做限定。

为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图4，图4为本实用新型提供的一种电流检测电路的结构示意图，作为一种优选的实施例，电流检测电路3包括：

与待测超声换能器连接的电流采样电路，用于采样得到待测超声换能器的工作电流的电流信号；

与电流采样电路连接的第二功率放大电路，用于将电流信号转换为电压信号后放大，以便处理器1根据放大后的电压信号得到电流值。

具体的，包括电流采样电路以及第二功率放大电路在内的电流检测电路3具有结构简单、成本低以及寿命长等优点。

当然，除了上述具体结构外，电流检测电路3还可以为其他具体类型，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该谐振频率检测系统还包括：

与处理器1连接的提示器4，用于在处理器1的控制下对实际谐振频率进行提示。

具体的，为了便于工作人员快速获取到待测超声换能器的实际谐振频率，本实用新型实施例中的处理器1可以直接通过提示器4对实际谐振频率进行提示，可以提高工作效率。

另外，除了将实际谐振频率提示出来外，还可以将实际谐振频率存储起来以便工作人员进行调阅，存储的具体方式可以为多种，例如可以存储到Excel文件中等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，提示器4为液晶显示器。

具体的，液晶显示器具有寿命长、成本低以及提示效果持久等优点。

当然，除了液晶显示器外，提示器4还可以为其他多种类型，例如可以为语音播报器等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该谐振频率检测系统还包括：

与处理器1连接的人机交互装置5，用于通过其对不同的预设频率进行设置。

具体的，为了便于用户对上述的不同的预设频率进行设置，本实用新型实施例中还设置可与处理器1连接的人机交互装置5，可以使得工作人员无需通过连接外接设备的方式进行预设频率的设置，可以提高工作人员的工作效率。

作为一种优选的实施例，人机交互装置5为HMI(Human Machine Interface，人机界面)。

具体的，HMI具有体积小、成本低以及寿命长等优点。

当然，除了HMI外，人机交互装置5还可以为其他多种类型，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该谐振频率检测系统还包括：

与处理器1连接的数据传输装置6，用于在处理器1的控制下将实际谐振频率传输至网络终端7；

与数据传输装置6连接的网络终端7。

具体的，考虑到某些情况下工作人员有远程测试谐振频率的需求，而为了便于工作人员远程对待测超声换能器的谐振频率进行获取，本实用新型实施例中，处理器1可以通过数据传输装置6将实际谐振频率传输至网络终端7，当然还可以同时指明该实际谐振频率具体为哪个待测超声换能器的谐振频率，可以满足工作人员远程测试谐振频率的需求，提高了工作效率。

作为一种优选的实施例，数据传输装置6为无线网WIFI。

具体的，WIFI具有传输速度快、成本低以及稳定性强等优点。

当然，除了WIFI外，数据传输装置6还可以为其他多种类型，例如可以为433MHZ，2.4Ghz的通信模块、GPRS通信模块、NBIOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)或者LORA(Long Range Radio，远距离无线电)通信模块等，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，网络终端7为计算机。

具体的，计算机具有成熟度高、普及度高以及寿命长等优点。

当然，除了计算机外，网络终端7还可以为其他多种类型，本实用新型实施例在此不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种谐振频率检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述驱动电压生成电路具体为第一功率放大电路；

3.根据权利要求2所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述电流检测电路包括：

4.根据权利要求1所述的谐振频率检测系统，其特征在于，该谐振频率检测系统还包括：

5.根据权利要求4所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述提示器为液晶显示器。

6.根据权利要求1所述的谐振频率检测系统，其特征在于，该谐振频率检测系统还包括：

7.根据权利要求6所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述人机交互装置为人机界面HMI。

8.根据权利要求1至7任一项所述的谐振频率检测系统，其特征在于，该谐振频率检测系统还包括：

与所述数据传输装置连接的所述网络终端。

9.根据权利要求8所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述数据传输装置为无线网WIFI。

10.根据权利要求8所述的谐振频率检测系统，其特征在于，所述网络终端为计算机。