CS550488A3 - Ultrasonic generator circuitry - Google Patents
Ultrasonic generator circuitry Download PDFInfo
- Publication number
- CS550488A3 CS550488A3 CS885504A CS550488A CS550488A3 CS 550488 A3 CS550488 A3 CS 550488A3 CS 885504 A CS885504 A CS 885504A CS 550488 A CS550488 A CS 550488A CS 550488 A3 CS550488 A3 CS 550488A3
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- input
- ultrasonic generator
- output
- resistor
- oscillator
- Prior art date
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 24
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000009688 liquid atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0653—Details
- B05B17/0669—Excitation frequencies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/0207—Driving circuits
- B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
- B06B1/0238—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
- B06B1/0246—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal
- B06B1/0253—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave with a feedback signal taken directly from the generator circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
- B06B2201/70—Specific application
- B06B2201/77—Atomizers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
- ' 1 - •'.v.·. 55CA-88^
Vynález se týká zapojení ultrazvukovxého generátoru,tvořeného ultrazvukovým generátorem, jehož vstup jespojen se svorkami sekundátoru transformátoru, jehožprimár je spojen svou první krajní svorkou s kolektoremprvního tranzistoru,* svou odbočkou se svorkou napěťovéhozdroje a svou druhou krajní svorkou s kolektorem druhéhotranzistoru, přičemž báze prvního a druhého tranzistorujsou^připojeny k výstupům budicího stupně, jehož vstup jespojen s výstupem napěťově řízeného prvního oscilátoru,jehož vstup je uzemněn přes druhý kondenzátor a přes prvnírezistor spojen s výstupem druhého komparátoru.
Možnost rozprášit kapaliny za pomoci piezoelektrickýchgenerátorů ultrazvuku je dobře známá. Je například známgenerátor ultrazvuku opatřený rozprašovacím talířem azapojení k buzení tohoto generátoru ultrazvuku.
Technická realizace rozprášení kapaliny za -pomocigenerátoru ultrazvuku je však ztížena více problémy.
Poněvadž rozprášení je možné pouze v blízkosti rezo-nance generátoru ultrazvuku včetně jeho rozprašovacíhotalíře, musí být příslušná budicí frekvence udržována navelmi přesné hodnotě. Nasazení oscilátoru budicího zapoje-ní na zdánlivou rezonanci, která neodpovídá účinnému roz-prášení,musí být s jistotou vyloučeno.
Budieí zapojení musí být schopno zachycovat změny příslušné budicí frekvence jako funkce různých parametrů. - 2 -
Takové jarametry jsou například výrobní tolerance mecha-nických komponentů generátoru ultrazvuku, zvláště jehorozprašovacího talíře, rozptyl mechanických a elektrickýchparametrů piezokeramiky použité k jeho sestavení, provoz-ní teplota generátoru,ultrazvuku, což je velmi důležitépři použití hořáků, stárnutí generátoru ultrazvuku, naněm se utvářející usazeniny, jako například saze a prysky-řice při použití hořáků, a také výrobní, nastavovací ajiné tolerance v zapojení budiče.
Musí být také zajištěno jisté rozpoznání vysazenírozprášení. Když je vysazení způsobeno kapkami, kterézůstaly viset na talíři rozprašovače, musí být také zaji-štěno jejich setření a talíře rozprašovače.
Praktický požadavek na průmyslovou nasaditelnost jetaké vyměnitelnost budicích zapojení a generátorů ultra-zvuku samotných, nebo popřípadě jejich rozprašovacích ta-lířů', a to bez příslušných vylaáovacích prací a bez vy-sokých požadavků na tolerance náhradních dílů. K dosažení nejlepšího možného stupně účinnosti semusí schopnost rozprášení,. dosahovaná generátorem ultra-zvuku, popřípadě jeho rozprašovacím talířem, moci samočin-ně regulovat, aniž by obsluha musela zasahovat a napří-klad měnit budicí napětí nebo poměr tlačítek pro nastave-ní napájecího kmitočtu. K řešení těchto problémů byly navrženy už různé postu- py, popřípadě zapojení.
Tak bylo navrženo budit ultrazvukový generátor přespřizpůsobovací přenosový článek, který je kromě jinéhourčen i k tomu, aby potlačil rozkmitání ultrazvukovéhogenerátoru na harmonických kmitočtech jeho rezonančníhokmitočtu. Stejnoměrné složky proudu rezonátoru slouží kregulaci budicího proudu a střídavé složky proudu rezo-nátoru slouží k regulaci budicího kmitočtu, přičemž pásmo-vá propust propouští pouze ty složky kmitočtu, které jsouna rezonančním jmenovitém kmitočtu ultrazvukového generá-toru. Při výpadku rezonance se rezonanční kmitočet rož-nutá, aby proběhl rezonančním bodem a dosáhl opětného nasazení. U tohoto řešení je nevýhodné, že zapojení je naladě-no na ultrazvukový generátor a zvláště na jeho jmenovitýrezonanční kmitočet tak, že provoz ultrazvukového gene-rátoru nelze přizpůsobit změnám některého z uvedených pa-rametrů a takto není zajištěna možnost lehké vyměnitel-nosti součástek náhradními díly. Spolehlivá funkce přinabíhání není především při zátěži a při měnících se pro-vozních podmínkách zajištěna, poněvadž se impedance a tími fázové poměry mezi proudem a napětím ultrazvukového ge-nerátoru při změnách zatížení silně mění a tím není mož— né navedení na optimální kmitočet odvozený z fázovýchvztahů mezi proudem a napětím v ultrazvukovém generátorumožné. Skutečné kompenzace kapacity ultrazvukového gene-rátoru prostřednictvím indukčnosti není možné dosáhnoutvzhledem k tomu, že se při změnách zátěže mění i kapacita.
Je znám ultrazvukový generátor provozovaný s taktova-ným budicím výkonem za použití vždy odlišných hodnot bu-dicího výkonu.
Nevýhodou takovéhoto generátoru je, že pro vyrovnáníkmitočtu a řízení budicího výkonu se nepoužijí rezonančnívlastnosti ultrazvukového generátoru, nýbrž volné dozní-vání jeho kmitání, což v zásadě nemůže dávat hodnoty li-neárně se měnící se skutečným stavem. Dále je znám ultrazvukový generátor provozovaný s takto-vaným budicím výkonem, u něhož se pro automatické vyrovná-ní lonitoČtu provádí měření proudu v průběhu předem určených časů.
Nevýhodné a zejména nákladné v tomto případě je nutnéuchovávání hodnoty změřeného proudu v paměti, stejně jakopřesná synchronizace měřicího a řídicího průběhu.
Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míryodstraňuje zapojení ultrazvukového generátoru, tvořenéultrazvukovým generátorem, jehož vstup je spojen sesvorkami sekundářů transformátoru, jehož primár je spojen
- 5 - svou první krajní svorkou s kolektorem pivního tranzisto-ru, svou odbočkou se svorkou napěíového zdroje a svoudruhou krajní svorkou s kolektorem druhého tranzistoru,přičemž báze prvního a druhého tranzistoru jsou připojenyk výstupům budicího stupně, jehož vstup je spojen svýstupem napěťově řízeného prvního oscilátoru, jehož vstupje uzemněn přes druhý kondenzátor a přes první rezistorspojen s výstupem druhého komparátoru, kde podstatou vy-nálezu je, že ke vstupu prvního oscilátoru je přes druhý rezistor připojena katoda první diody, jejíž anodaje spojena s výstupem druhého oscilátoru a s anodou dru-hé diody, jQjíž katoda je přes třetí rezistor spojena sjezdcem druhého potenciometru a s prvním.vstupem druhéhokomparátoru, jehož druhý vstup je uzemněn přes měřicí prou-dový rezistor, přičemž vstup druhého oscilátoru je spojens výstupem prvního komparátoru,jehož druhý vstup je spo-jen s jezdcem prvního potenciometru a jehož první vstupje spojen s výstupem usměrňovače, spojeného svým vstupems výstupem zesilovače, jehož vstup je přes třetí konden-zátor spojen s emitorem prvního tranzistoru a druhéhotranzistoru a s druhým vstupem druhého komparátoru. Výhody tohoto řešení spočívají zejména v tom, žetoto žapojení provádí automatickou regulaci výkonu vzávislosti na změně podmínek, a to bez změny budicíhonapětí nebo klíčovacího poměru. Při pBmšx použití při rozprašování kapalin je takto schopen reagovat například a> na přítomnost kapek na rozprašovacím talíři.
Vynález bude dále podrobněji popsán na příkladnémprovedení znázorněném na přiložených výkresech, kde naobr. 1 je blokové schéma zapojení k buzení ultrazvukové-ho generátoru podle vynálezu a na obr. 2 je znázorněnprůběh napětí na jednom, na obr. 1 znázorněném proudovémměřicím rezistoru, jako funkce budicího kmitočtu ultra-zvukového generátoru.
Na obr. 1 je znázorněno příkladné provedení zapojeníultrazvukového generátoru jL. Vstup ultrazvukového gene-rátoru 1 je spojen se sekundářem transformátoru 2, jehožprimář je svou první krajní svorkou spojen s kolektoremprvního tranzistoru 4 svou druhou krajní svorkou s kolektorem druhého tranzistoru J> a svou odbočkou se svorkou Unapěťového zdroje a přes první kondenzátor 2. s ewitoryprvního a druhého tranzistoru 4 a Jí· Emitor prvního tran-zistoru 4 je spojen s druhým vstupem 44 druhého kompará-toru 21, přes třetí kondenzátor 17 se vstupem 52 zesilo-vače l6 a přes měřicí proudový rezistor 18 sezemí. Bázeprvního a druhého tranzistoru 4 a Jí jsou spojeny s výstu-py budicího stupně 6, jehož vstup 55 je spojen s výstupem53 prvního oscilátoru "]_· Vstup 4l prvního oscilátoru 2je spojen přes druhý kondenzátor 8 se zemí, přes prvnírezistor $ s výstupem 54 druhého komparátoru 2,1 a přes 7>uíz'.7.'· <..·· vi-í-·,-.'. ;·€ druhý rezistor 30 s katodou první diody 10, jejíž anodaje spojena s anodou druhé diody 11 a s výstupem 42 dru-hého oscilátoru 12. Katoda druhé diody 11 je spojena přeštřetí rezistor 31 s prvním vstupem 43 druhého komparátoru21, který je spojen přes čtvrtý kondenzátor 22 se zemía přes qtvrtý rezistor 23 s jezdcem druhého potenciometru19. který je svým jedním vývodem uzemněn. Vstup 45 druhé-ho oscilátoru 12 je spojen s výstupem 46 prvního kompará-toru 13, spojeného svým druhým vstupem 47 s jezdcem prv-ního potenciometru l4, jehož jeden vývod je uzemněn, asvým prvním vstupem 48 s výstupem 49 usměrňovače 15,jehož vstup 50 je spojen s výstupem 51 zesilovače 16.
Na obr. 1 znázorněné zapojení k buzení ultrazvukové-ho generátoru obsahuje ultrazvukový generátor 1, jehožo sobě známý rozprašovací talíř není znázorněn. Ultra-zvukový generátor 1 je buzen přes transformátor 2, kterýzajišťuje galvanické oddělení ultrazvukového generátoru1 a popřípadě podle uspořádání svého vinutí buzení různý-mi hodnotami napětí napěťového zdroje U. První tranzistor4 a druhý tranzistor £ vytvářejí koncový dvojčinný sou-měrný stupen zapojení a připínají střídavě napěťový zdrojU na vždy jednu polovinu primárního vinutí transformáto-ru 2. Budicí proudový obvod je uzavřen přes měřicí prou-dový rezistor 18. První kondenzátor 3 vede změny proudu přímo od prvního a druhého tranzistoru 4 a j> na napěťo-vý zdroj U zpět a takto působí, že úbytek V napětí, kněmuž dochází na proudovém měřicím rezistoru 18, vykazu-je stejnoměrnou napěťovou složku, která je úměrná příjmustejnosměrného proudu koncového stupně. Budicí stupen6 přivádí fázově správné signály nutné pro první a dru-hý tranzistor 4 a j. První oscilátor který je napěťo-vě řízený, vytváří kmitočet f, kterým se provádí buzeníultrazvukového bskxísIbxh generátoru 1.
Poněvadž'ztráty v prvním a druhém tranzistoru 4 a j>,v traitformátoru 2, v prvním kondenzátoru stejně jakoztráty vířivými proudy v sekundární cívce transformátoru2 mohou být na základě kapacity generátoru udržovány nadostatečně nízké úrovni, je úbytek stejnosměrného napětína měřicím proudovém rezistoru 18 přímým měřítkem činnéhovýkonu dodávaného ultrazvukovým generátorem 1. Toto jeopět použitelné měřítko pro výkon rozprášení.
Obr. 2 znázorňuje průběh stejnosměrné napěťové slož-ky, to jest popřípadě časové střední hodnoty napětí V naproudovém měřicím rezistoru 18 a také průběh činného vý-konu dodávaného ultrazvukovým generátorem 1 jako funkcekmitočtu f Ultrazvukového generátoru 1. Na pivní souřadni-ci jsou naneseny kmitočty f a na druhé souřadnici jsou .nanesena napětí V změřená na proudovém měřicím rezistoru 18. Charakteristiky znázorněné na obr. 2 odpovídají zce-la dobře známému průběhu impedance., popřípadě průběhureaktance rezonančního systému jako je piezogenerátor.Maximum, které lze zjistit na obr. 2, odpovídá sériovérezonanci generátoru známého náhradního zapojení a zji-stitelné minimum odpovídá paralelní rezonanci tého známé-ho náhradního zapojení. Vztah mezi maximem a minimem jev podstatě určen vlastnostmi impedance ultrazvukovéhogenerátoru 1. Mezi maximem a minimem leží klesající částcharakteristiky’·, na níž se například při kmitočtu f ,obdrží velký, zatímco při kmitočtu f malý rozprašovacívýkon. Všechny budicí kmitočty, které v praktickém pro-vozu ultrazvukového generátoru 3. vedou k jeho rezonancím,leží mezi spodním mezním kmitočtem f a hroním mezním /fA * v kmitočtem f , jehož střední hodnota f = --- , B M 2 leží v blízkosti maximálního činného výkonu.
První oscilátor ·ζ. obr. 1 je napěťově řízený osci-látor vytvořený z běžně dostupných součástek. Přípustný ♦ napěťový zdvih na jeho řídicím vstupu 4l je dán a odpoví-dající kmitočtový zdvih na jeho kmitočtovém výstupu 53je známým způsobem nastavitelný prostřednictvím hodnotyreástorů a/nebo kondenzátorů, které jsou připojeny kprvnímu oscilátoru 2» avšak na obr. 1 nejsou znázorněny.
Napětí V, snímané na proudovém měřicím rezistoru 18, -10- se srovná v druhém komparátoru 21 s napětím nastavitelnýmna druhém potenciometru 1$ Výstupní signáldruhého kompa-rátoru 21 se vyhladí na RC členu vytvořeném z prvníhorezistoru £ a druhého kondenzátoru 8 a přivede se kprvnímu oscilátoru 2. jako řídicí napětí. Druhým potencio—ipetrem 19 může být takto nastaven a udržen definovanýprovozní bod na rameni charakteristiky z obr. 2. Prvníoscilátor 2» budicí stupeň 6, první a druhý tranzistor 4a 2.1 první kondenzátor 2> transformátor 2, měřicí proudo-vý rezistor 18, druhý komparátor 21, první rezistor £ adruhý kondenzátor 8 vytvářejí totiž spolu regulátor, a spo-lu s tímto regulátorem vytváří regulační dráha, kteráje dána ultrazvukovým generátorem 1, regulační obvod.
První oscilátor 2 Je nyní nastaven tak, že zdvihemřídicího napětí vytvořitelným druhým komparátorem 21 apřivedeným na jeho řídicí vstup a také na druhý konden-zátor 8 se vytvářejí pouze kmitočty mezi hodnotami f.a f„,
Au tedy pouze v úzkém rozsahu mezi sériovou rezonancí a pa-ralelní rezonancí. Ještě lepší je, když vytvořitelné kmi-točty leží v oblasti, která je uvnitř oblasti mezi sé-riovou rezonancí a paralelní rezonancí a je zřetelně,menší, jako příkladně oblast mezi f^ a f^· Naskočení za-pojení generátorům přídavné rezonance, které mohou vznik-nout prostřednictvím naladění mezi transformátorem _2 aultrazvukovým generátorem 1 a ketré nevedou k účinnémurozprašování, je tímto vyloučeno. Zvláštní působení mezi
- 11 - tranfortnáterem 2 a ultrazvukovým generátorem 1 takto neníani nutné, ani žádoucí, čímž se stává nadbytečným i nákladna filtr v zapojení pro rozeznání rezonancí.
Velký zesilovací činitel na druhém komparátoru 21dává společně se zdvihem řídicího napětí z toho vytvoři-telným dvoubodovou regulaci. To má za účinek, že ultrazvu-kový generátor _1 bude provozován pouze u takového kmitoč-tu, který odpovídá předem určenému jmenovitému činnémuvýkonu. Kromě toho je provoz ultrazvukového generátoru 1na základě dvoubodové regulační charakteristiky možnýpouze na jednom z obou kmitočtů, které odpovídají jmeno-vitému činnému výkonu, například na rameni vyšších kmi-točtů charakteristiky, znázorněné na obr. 2 a na kmitoč-tu f . Výše definovaný regulační obvod je sestaven tak, žedochází k definovaným regulačním kmitům. Toto se v podsta-tě dosahuje tím, že zdvih řídícího napětí vytvářenéhodruhým komparátorem 21 s RC členem vytvořeným z prvníhorezistoru 2 a druhého kondenzátoru 8 se vyhladí pouze ne-dokonale. Odpovídající regulační kmity, které nacházejívýraz v fozmítání budicího kmitočtu a kmitočtu f ultra-zvukového generátoru 1 a následně ve složce střídavéhonapětí superponované na složce stejnosměrného napětí naúbytku V napětí, k němuž dochází na proudovém měřicím 12 rezistoru 18, jsou dány prostřednictvím spolupráce výšezmíněného RC·členu vytvořeného z prvního rezistoru 2 adruhého kondenzátoru 8 s proudovým měřicím rezistorem 18a prvním kondenzátorem J, stejně jako zesilovacím čini-telem na druhém komparátoru 21 a charakteristikou činné-ho výkonu ultrazvukového generátoru 1.
Poněvadž ultrazvukový generátor 1 je integrální sou-částí regulačního obvodu, mohou se' tyto regulační kmityvytvořit pouze tehdy, má-li ultrazvukový generátor 1-charakteristiky znázorněné na obr. 2. K tomu docházípouze tehdy, když řádně rozprašuje. Pokud by byl přílišsilně tlumen kapičkami, které na něm ulpí, nemaže vyka-zovat řádné výrazné rezonanční vlastnosti podle charakte-ristiky znázorněné na obr. 2 a k regulačním kmitům nedo-chází nebo jsou velmi slabé a nepravidelné.
Odtud může být výskyt definovaných regulačních kmitůregulačního obvodu vzat jako spolehlivé kritérium prosprávné rozprašování. Pro rozeznání těchto regulačníchkmitů se střídavá složka v úbytku V napětí, k němuž do-chází na proudovém měřicím rezistoru 18 prostřednictvímtřetího kondenzátoru 17 oddělí a zesílí se prostřednictvímzesilovače ló. Usměrňovač 15 vytváří stejnosměrné napětí,které je měřítkem amplitudy zesílených regulačních kmitů.První komparátor 13 rozhodně prostřednictvím srovnání - 13 - .' :ίί·: '·ζί’Λ·
tohoto stejnosměrného napětí se jmenovitým napětím na-stavitelným ^prostřednictvím prvního potenčiometru 14,jsou-li. regulační kmity do sajte t čně silné. Pokud se regu-lační kmity neobjeví nebo jsou příliš slabé, k čemuž do-chází například při zapínání generátoru, nastartuje sedruhý oscilátor 12, který je v tomto případě generátorempravoúhlých impulsů tak, že na jeho výstupu 42 se stří-davě objevuje vyšší a nižší napětí. Pokud jsou však re-gulační kmity dostatečně velké, zůstává druhý oscilátor12 vypnutýa prostřednictvím první diody 10 a druhý diody11 odpojený od regulačního obvodu.
Pokud se objeví vyšší napětí na výstupu 42 druhéhooscilátoru 12, zvýší se přes první diodu 10 a druhý rezis—tor :30 řídicí napětí na řídicím vstupu 4l prvního osci-látoru 2. a také na druhém kondenzátoru 8 tak, že prvníoscilátor 2 podle časové konstanty dané prvním rezistorem30 a druhým kondenzátorem 8 vytváří horní mezní kmitočetf„. Současně se zvýší požadavek na jmenovitý proud na pra-ním vstupu 43 druhého komparátoru 21 přes druhou diodu11 a teřtí rezistor 31. Tím se vynutí provozní bod ultra-zvukového generátoru 1 v horní oblasti charakteristikyznázorněné na obr. 2. Při nižším napětí, které se na toobjeví na výstupu 42 druhého oscilátoru 12, se tento odpojíod regulačního obvodu prostřednictvím první a druhé diody
raeSBSRBSSB - 14 - 10 a 11. Druhý kondenzátor 8 se přitom vybije pres prvnírezistor 2» poněvadž jmenovité napětí na druhém komparáto-ru 21 je v tomto časovém okamžiku vyšší než skutečné na-pětí a proto vede výstup 54 druhého komparátoru 21 nízkévýstupní napětí, nebo? jmenovité napětí leží na invertu-jícím první vstupu 43. Nato klesá kmitočet vytvářený prvním
oscilátorem 7 z hodnoty f ve směru k hodnotě f . Přitomd A se perioda druhého oscilátoru 12 zvolí ve vztahu k časovékonstantě vybíjení druhého kondenzátoru 8 dostatečně vel-ká k zajištění toho, aby byl proběhnut celý kmitočetový rozsah mezi f a f..
B A
Dokud není odstraněna příčina rozladění ultrazvukové-ho generátoru 1, to jest dokud ultrazvukový generátor 1nenasadí na budicí kmitočet nebo dokud není kapička,která ulpěla na talířisetřesena, dochází k proběhnutí kmitočtu mezi f a í\. Je-li popřípadě kapička sestřese—
B A na a je-li dosaženo rezonančního chování ultrazvukovéhogenerátoru 1 podle charakteristiky znázorněné na obr. 2,nebo je-li tohoto rezonančního chování opět dosaženo,objeví se regulační kmity, druhý oscilátor 12 se vyřadí,to jest jeho výstup se nastaví na nižší napětí a odpojíse od regulačního obvodu prostřednictvím první a druhé' diody 10 a 11. ............_, ,...... - 15.......r................ ,..... .............
Regulace výkonu na ultrazvukovém generátoru 1. seuskutečňuje tím, že kmitočet f ultrazvukového generátoru1 definovaný prostřednictvím budicího kmitočtu se posunemezi sériovou rezonancí a paralelní rezonancí. Nejmenšírozprašovací výkon se dosáhne při buzení v paralelnírezonanci, kdy je velký jalový výkon a malý činný výkon,největší rozprašovací výkon, se dosáhne při sériové re-zonanci, kdy je malý jalový výkon a velký činný výkon. K regulaci výkonu není třeba měnit budicí napětí aniklíčovací poměr.
Vynález je zde popsán v souvislosti s ultrazvukovýmgenerátorem, zejména piezoelektrickým ultrazvukovým ge-nerátorem, jehož nasazení spočívá například v rozprašová-ní kapalin. Vynález je však rovněž použitelný pro jinérezonanční systémy, jejichž rezonance se nachází v úzkémfrekvenčním pásmu a přitom se silně mění v závislostina fyzikální veličině, přičemž táto veličina má býtudržována co možná nejpřesněji. Vynález se tedyhodíobecně k udržování fyzikální veličiny na kccstantní ve-likosti prostřednictvím regulačního obvodu, který zahrnu-je těleso, které je schopno rezonance, jehož rezonančníchováníje v úzkém frekvenčním pásmu silně ovlivňovánofyzikální veličinou a používá se k detekci jejích změn.
Claims (1)
- 5 5 Μ-88 £ PATENTOVÉ NÁROKY Zapojení ultrazvukového generátoru tvořené ultrazvukovýmgenerátorem, jehož vstup je spojen se svorkami sekundářů trans-formátoru, jehož primář je spojen svou první krajní svorkou £ s kolektorem prvního tranzistoru^ svou odbočkou se svorkou na-pě tového zdroje a svou druhou krajní svorkou s kolektorem dru-hého tranzistoru, přičemž báze prvního a druhého tranzistoru jsoupřipojeny k výstupům budicího stupně, jehož vstup je spojens výstupem napěíově řízeného prvního oscilátoru, jehož vstup jeuzemněn přes druhý kondenzátor a přes první rezistor spojens výstupem druhého komparátoru, vyznačující se tím, že ke vstupu (41) prvního oscilátoru (7) je přes druhý rezistor (30) připo-jena katoda první diody (lO), jejíž anoda je spojena s výstupem (42) druhého oscilátoru (l2) a s anodou druhé diody (ll), jejížkatoda je přes třetí rezistor (31) spojena s jezdcem druhéhopotenciometru (19) a s prvním vstupem (43) druhého komparátoru (2l),jehož druhý vstup (44) je uzemněn přes měřicí proudový rezistor(l8), přičemž vstup (45) druhého oscilátoru (l2) je spojen s výstupem (46) prvního komparátoru (13)» jehož druhý vstup (47)je spojen s jezdcem prvního potenciometru (l4) a jehož prvnívstup (48) je spojen s výstupem (49) usměrňovače (l5)> spojenéhosvým vstupem (50) s výstupem (51j zesilovače (16), jehož vstup (52)i je přes třetí kondenzátor (l7) spojen s emitorem prvního tranzisto- • Λ ru (4) a druhého tranzistoru (5) as druhým vstupem druhéhokomparátoru (2l)'. £ > ~~f n > <=> o ω 5o<<- z- 2Ο.4.199ΟŽ 2770 Z a ís t u p c e : ZPAtENTSERVIŠ- ^/ΡΗΛΠΑ° piACOpteTE Ε'Δ'Ο t ObinLixhvJ' 663 01 BRNO LO O
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH315587 | 1987-08-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS550488A3 true CS550488A3 (en) | 1992-11-18 |
Family
ID=4249804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS885504A CS550488A3 (en) | 1987-08-17 | 1988-08-08 | Ultrasonic generator circuitry |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4868521A (cs) |
| EP (1) | EP0303944A1 (cs) |
| CS (1) | CS550488A3 (cs) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5710491A (en) * | 1988-10-19 | 1998-01-20 | Nikon Corporation | Driving control device for vibration wave motor |
| US5113116A (en) * | 1989-10-05 | 1992-05-12 | Firma J. Eberspacher | Circuit arrangement for accurately and effectively driving an ultrasonic transducer |
| DE3933300A1 (de) * | 1989-10-05 | 1991-04-18 | Eberspaecher J | Ultraschallzerstaeuber |
| DE4004541A1 (de) * | 1990-02-14 | 1991-08-22 | Siemens Ag | Verfahren und einrichtung fuer die ultraschall-fluessigkeits-zerstaeubung |
| US5276376A (en) * | 1992-06-09 | 1994-01-04 | Ultrasonic Power Corporation | Variable frequency ultrasonic generator with constant power output |
| US5563464A (en) * | 1993-02-09 | 1996-10-08 | Olympus Optical Co., Ltd. | Circuit for rotating ultrasonic motor |
| US6148126A (en) * | 1998-10-07 | 2000-11-14 | Zheng; Yu | Dual fiber optical collimator |
| JP2001016877A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-01-19 | Asmo Co Ltd | 超音波モータの駆動回路 |
| DE10250625A1 (de) | 2002-10-30 | 2004-05-19 | Pari GmbH Spezialisten für effektive Inhalation | Inhalationstherapievorrichtung |
| RU2006147217A (ru) * | 2005-12-29 | 2008-07-10 | Дюкейн Корпорейшн (Us) | Системы для подвода регулируемой мощности к головкам для ультразвуковой сварки |
| DE102007002315A1 (de) * | 2007-01-16 | 2008-07-24 | Health & Life Co., Ltd., Chung Ho | Piezoelektrisches Antriebssystem |
| FR3044242B1 (fr) * | 2015-11-30 | 2017-12-15 | Areco Finances Et Tech - Arfitec | Dispositif de pulverisation a transducteur piezoelectrique couple a un concentrateur acoustique, avec detecteur du niveau de liquide interne |
| CN112107030B (zh) * | 2019-06-04 | 2022-02-15 | 湖南中烟工业有限责任公司 | 一种超声波雾化片振荡控制方法及控制系统 |
| DE102021110155A1 (de) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Überprüfen einer Vorrichtung zum Erzeugen von Ultraschall |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH415137A (de) * | 1962-01-29 | 1966-06-15 | Exxon Research Engineering Co | Elektronischer Oszillator mit einer durch ihn betriebenen Belastung mit mindestens einer Resonanzfrequenz |
| US3432691A (en) * | 1966-09-15 | 1969-03-11 | Branson Instr | Oscillatory circuit for electro-acoustic converter |
| JPS5123342B2 (cs) * | 1972-07-31 | 1976-07-16 | ||
| US3975650A (en) * | 1975-01-30 | 1976-08-17 | Payne Stephen C | Ultrasonic generator drive circuit |
| DE3013964C2 (de) * | 1980-04-11 | 1982-09-30 | Jürgen F. 8011 Poing Strutz | Ultraschallgenerator |
| JPS5916572A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | 多賀電気株式会社 | 超音波変換器駆動装置の駆動周波数制御方法 |
| US4445064A (en) * | 1983-04-25 | 1984-04-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Self resonant power supply for electro-acoustical transducer |
| US4583529A (en) * | 1983-05-23 | 1986-04-22 | Mettler Electronics Corporation | High efficiency high frequency power oscillator |
-
1988
- 1988-08-08 CS CS885504A patent/CS550488A3/cs unknown
- 1988-08-09 EP EP88112934A patent/EP0303944A1/de not_active Withdrawn
- 1988-08-16 US US07/232,731 patent/US4868521A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4868521A (en) | 1989-09-19 |
| EP0303944A1 (de) | 1989-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS550488A3 (en) | Ultrasonic generator circuitry | |
| US5757196A (en) | Capacitive switch actuated by changes in a sensor capacitance | |
| US4302728A (en) | Ultrasonic wave oscillator circuit with output meter | |
| US4642581A (en) | Ultrasonic transducer drive circuit | |
| CA2441190C (en) | Methods and apparatus for controlling piezoelectric vibration | |
| EP0546735B1 (en) | Humidity meter | |
| US20020036444A1 (en) | Ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning method | |
| JPS62150062A (ja) | 内燃機関用超音波式燃料微粒化装置の駆動回路 | |
| JPH0347912B2 (cs) | ||
| US4053849A (en) | Oscillation means for generating a differential AC signal proportional to movement of a conducting member | |
| US4901034A (en) | Process and circuit for exciting an ultrasonic generator and its use for atomizing a liquid | |
| US4890073A (en) | High frequency generator for use with loads subject to great impedance variations | |
| EP0601515B1 (en) | Oscillation circuit | |
| JPH02312316A (ja) | 高周波発振型近接スイッチ | |
| JPH1075118A (ja) | 温度安定化発振器及び同発振器を含む近接スイッチ | |
| US6628123B2 (en) | Method for controlling a transducer device in level sensors and device for carrying out such a method | |
| US3121534A (en) | Supersonic liquid atomizer and electronic oscillator therefor | |
| US3523235A (en) | Self-oscillating switching type power supply | |
| US4336509A (en) | Oscillation generator for an ultrasonic liquid atomizer | |
| US5040514A (en) | Arrangement for injecting fuel for an internal combustion engine | |
| US5029268A (en) | Circuit arrangement for self-excitation of a mechanical oscillation system to natural resonant oscillations | |
| JPS61220386A (ja) | 高電圧発生装置 | |
| JP2000131120A (ja) | 磁性体のレベル検知装置 | |
| RU2269384C2 (ru) | Ультразвуковой генератор | |
| JPS58155424A (ja) | 温度制御装置 |