JPH06319194A - 超音波振動機の温度補償方法及び装置 - Google Patents
超音波振動機の温度補償方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06319194A JPH06319194A JP5128329A JP12832993A JPH06319194A JP H06319194 A JPH06319194 A JP H06319194A JP 5128329 A JP5128329 A JP 5128329A JP 12832993 A JP12832993 A JP 12832993A JP H06319194 A JPH06319194 A JP H06319194A
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- oscillator
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波振動子２の温度変化による共振周波数
の変化を補正する。 【構成】 温度変化によって超音波振動子２の共振周波
数が変化した場合、超音波振動子２の温度を検出し、超
音波発振器の振動周波数特性を変化した共振周波数特性
に補正する。上記補正のために、超音波振動子２の温度
検出用センサ８と、検出信号を増幅する増幅器９と、増
幅器９によって電位差を与えられ、補正された振動数で
超音波振動子２を振動させる超音波発振器６を設けた。
の変化を補正する。 【構成】 温度変化によって超音波振動子２の共振周波
数が変化した場合、超音波振動子２の温度を検出し、超
音波発振器の振動周波数特性を変化した共振周波数特性
に補正する。上記補正のために、超音波振動子２の温度
検出用センサ８と、検出信号を増幅する増幅器９と、増
幅器９によって電位差を与えられ、補正された振動数で
超音波振動子２を振動させる超音波発振器６を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は超音波はんだ付装置等
のように高温環境下で使用される超音波振動機の温度補
償方法とその装置に関する。
のように高温環境下で使用される超音波振動機の温度補
償方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来超音波振動装置においては、発振器
の発振電力を超音波振動子に与えて振動させ、振動子の
振動電流を電圧制御フィルタ（ＶＣＦ）を介して発振器
へフィードバックさせ、発振器において該フィードバッ
ク電流を増幅して再度発振電力を振動子に与え、以下こ
れをループとして振動を継続する構成のものが知られて
いる。
の発振電力を超音波振動子に与えて振動させ、振動子の
振動電流を電圧制御フィルタ（ＶＣＦ）を介して発振器
へフィードバックさせ、発振器において該フィードバッ
ク電流を増幅して再度発振電力を振動子に与え、以下こ
れをループとして振動を継続する構成のものが知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のような従
来の装置を、例えば溶解はんだに浸漬又は近接させて用
いる超音波はんだ付装置のように高温環境下で使用する
場合、振動子の温度が加熱変化すると振動子系の長さが
熱膨張によって変化するとともにその音速も変えるの
で、予め決められた振動子の周波数特性も変化してく
る。ＶＣＦがそのままの特性であるとフィードバックさ
れてくる変化した周波数が通過しにくくなり、発振器に
もどる帰還電流が弱まり発振器の効率は低下してくると
いう問題がある。
来の装置を、例えば溶解はんだに浸漬又は近接させて用
いる超音波はんだ付装置のように高温環境下で使用する
場合、振動子の温度が加熱変化すると振動子系の長さが
熱膨張によって変化するとともにその音速も変えるの
で、予め決められた振動子の周波数特性も変化してく
る。ＶＣＦがそのままの特性であるとフィードバックさ
れてくる変化した周波数が通過しにくくなり、発振器に
もどる帰還電流が弱まり発振器の効率は低下してくると
いう問題がある。
【０００４】このような問題は以下の理由により発生す
るものである。即ち、超音波振動子の周波数特性はある
温度における共振周波数ｆ０を中心に図１のＡ０に示す
様な特性を示す。その結果この振動子を振動させる発振
器もまたその共振周波数を中心とした図１中のＡ０の様
な周波数特性を持てば、効率良く発振増幅を行うことが
出来る。
るものである。即ち、超音波振動子の周波数特性はある
温度における共振周波数ｆ０を中心に図１のＡ０に示す
様な特性を示す。その結果この振動子を振動させる発振
器もまたその共振周波数を中心とした図１中のＡ０の様
な周波数特性を持てば、効率良く発振増幅を行うことが
出来る。
【０００５】しかし超音波振動子は、振動を続けるうち
に自己発熱や負荷にかかるはんだ溶解熱等の熱の伝搬の
ために振動子自身の温度が上昇する。この温度の変化は
振動子自身や負荷（ホーン及び振動子チップ）の長さの
変化を来たす一方、振動子は機械的な形状（特に長さ）
から共振周波数が決まるので、長さの変化は当然共振周
波数の変動をも来たすことになる。一般に温度が上昇す
れば長さが伸びて共振周波数は下がり、温度が低くなれ
ば長さが縮み共振周波数は上昇する。この時もし発振器
の周波数特性Ａ０が変わらず元のままだとすると、温度
によって変化した振動子の共振周波数特性Ａ１と合わな
くなり、発振器の効率は著しく低下し、発振を継続出来
なくなる。
に自己発熱や負荷にかかるはんだ溶解熱等の熱の伝搬の
ために振動子自身の温度が上昇する。この温度の変化は
振動子自身や負荷（ホーン及び振動子チップ）の長さの
変化を来たす一方、振動子は機械的な形状（特に長さ）
から共振周波数が決まるので、長さの変化は当然共振周
波数の変動をも来たすことになる。一般に温度が上昇す
れば長さが伸びて共振周波数は下がり、温度が低くなれ
ば長さが縮み共振周波数は上昇する。この時もし発振器
の周波数特性Ａ０が変わらず元のままだとすると、温度
によって変化した振動子の共振周波数特性Ａ１と合わな
くなり、発振器の効率は著しく低下し、発振を継続出来
なくなる。
【０００６】これに対し、本発明においては振動子にセ
ンサ（熱電対）を取り付け、振動子の温度変化を検出
し、その信号でＶＣＦを制御してフィルタ周波数特性を
振動子の周波数特性変化に追従させることにより上記問
題点を解決しようとするものである。
ンサ（熱電対）を取り付け、振動子の温度変化を検出
し、その信号でＶＣＦを制御してフィルタ周波数特性を
振動子の周波数特性変化に追従させることにより上記問
題点を解決しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するための本発明の方法は超音波振動子２の温度変化
を検出し、該温度変化により超音波発振器６の振動周波
数特性を超音波振動子２の共振周波数特性に補正するこ
とを特徴としている。また上記方法を実施するための本
発明の装置は超音波振動子２に超音波振動を与える発振
器６を接続し、超音波振動子２のフィードバック電流を
受けて周波数特性を変化させる電圧制御フィルタ７を上
記発振器６に接続した装置において、上記超音波振動子
２の温度を検出する温度センサ８と、上記温度の検出信
号を増幅して前記電圧制御フィルタ７に電位差を与える
増幅器９とを設けたことを特徴としており、さらに上記
増幅器９に増幅度調整回路１１と動作点調整回路１２を
設けたことをもう一つの特徴としている。
決するための本発明の方法は超音波振動子２の温度変化
を検出し、該温度変化により超音波発振器６の振動周波
数特性を超音波振動子２の共振周波数特性に補正するこ
とを特徴としている。また上記方法を実施するための本
発明の装置は超音波振動子２に超音波振動を与える発振
器６を接続し、超音波振動子２のフィードバック電流を
受けて周波数特性を変化させる電圧制御フィルタ７を上
記発振器６に接続した装置において、上記超音波振動子
２の温度を検出する温度センサ８と、上記温度の検出信
号を増幅して前記電圧制御フィルタ７に電位差を与える
増幅器９とを設けたことを特徴としており、さらに上記
増幅器９に増幅度調整回路１１と動作点調整回路１２を
設けたことをもう一つの特徴としている。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、発振器６の周波数特性が振
動子２の共振周波数と一致している時は発振器６の作動
効率は良好に保たれているが、振動子２の温度が変化す
ることによりその共振周波数が変化して電圧制御フィル
タ７の周波数特性とずれが生じると、フィードバックし
た変化した周波数が通過し難くなり発振器６に加えられ
る帰還電流が低下し、発振器６の作動効率が低下する。
動子２の共振周波数と一致している時は発振器６の作動
効率は良好に保たれているが、振動子２の温度が変化す
ることによりその共振周波数が変化して電圧制御フィル
タ７の周波数特性とずれが生じると、フィードバックし
た変化した周波数が通過し難くなり発振器６に加えられ
る帰還電流が低下し、発振器６の作動効率が低下する。
【０００９】しかしこの時振動子２の温度変化が温度セ
ンサ８により検出され、増幅器９により増幅されるとと
もに、増幅度調整回路１１や動作点調整回路１２により
増幅度や動作点を調整されてセンサ８の増幅起電力信号
が電圧制御フィルタ７に印加され、電圧制御フィルタ７
の周波数特性の変化が追従させられる。その結果発振器
４の周波数特性は振動子２の周波数特性と一致し、振動
効率は良好に保たれる。
ンサ８により検出され、増幅器９により増幅されるとと
もに、増幅度調整回路１１や動作点調整回路１２により
増幅度や動作点を調整されてセンサ８の増幅起電力信号
が電圧制御フィルタ７に印加され、電圧制御フィルタ７
の周波数特性の変化が追従させられる。その結果発振器
４の周波数特性は振動子２の周波数特性と一致し、振動
効率は良好に保たれる。
【００１０】
【実施例】以下図示する実施例につき詳述すると、図２
は本発明装置の構成図を示し、内部に圧電素子等の振動
部１を有する超音波振動子２の先端にはホーン３を介し
て振動子チップ４が付設され、上記振動部１には高周波
電源からなる発振器６が接続され、振動部１に対し増幅
された超音波振動電力を供給して超音波振動を生ぜしめ
ている。また上記発振器６には振動部１からの振動電流
のフィードバックを受けてこれを増幅して再度振動子６
へ加える電圧制御フィルタ（ＶＣＦ）７が接続され、こ
れらにより在来周知の超音波振動装置を構成している。
は本発明装置の構成図を示し、内部に圧電素子等の振動
部１を有する超音波振動子２の先端にはホーン３を介し
て振動子チップ４が付設され、上記振動部１には高周波
電源からなる発振器６が接続され、振動部１に対し増幅
された超音波振動電力を供給して超音波振動を生ぜしめ
ている。また上記発振器６には振動部１からの振動電流
のフィードバックを受けてこれを増幅して再度振動子６
へ加える電圧制御フィルタ（ＶＣＦ）７が接続され、こ
れらにより在来周知の超音波振動装置を構成している。
【００１１】上記振動子２には熱電対からなる温度セン
サ８が付設され、該温度センサ８により振動子の温度変
化が検出される機構となっている。上記温度センサ８は
さらに直流増幅器９に接続され、温度センサ８で得られ
た振動子２の温度変化に伴う起電圧は、上記増幅器９に
おいて増幅され、増幅器９と接続される電圧制御フィル
タ７に印加される。この時の振動子２側の温度変化によ
る周波数特性の変化と、電圧制御フィルタ７の周波数特
性とを一致させるための調整要素として、増幅器９には
増幅度調整回路１１と動作点調整回路１２とが設けられ
ている。
サ８が付設され、該温度センサ８により振動子の温度変
化が検出される機構となっている。上記温度センサ８は
さらに直流増幅器９に接続され、温度センサ８で得られ
た振動子２の温度変化に伴う起電圧は、上記増幅器９に
おいて増幅され、増幅器９と接続される電圧制御フィル
タ７に印加される。この時の振動子２側の温度変化によ
る周波数特性の変化と、電圧制御フィルタ７の周波数特
性とを一致させるための調整要素として、増幅器９には
増幅度調整回路１１と動作点調整回路１２とが設けられ
ている。
【００１２】上記構成によれば、発振器６の周波数特性
が振動子２の共振周波数と一致している時は発振器６の
作動効率は良好に保たれているが、振動子２の温度が変
化することによりその共振周波数が変化して電圧制御フ
ィルタ７の周波数特性とずれが生じると、フィードバッ
クした変化した周波数が通過し難くなり発振器６に加え
られる帰還電流が低下し、発振器６の作動効率が低下す
る。
が振動子２の共振周波数と一致している時は発振器６の
作動効率は良好に保たれているが、振動子２の温度が変
化することによりその共振周波数が変化して電圧制御フ
ィルタ７の周波数特性とずれが生じると、フィードバッ
クした変化した周波数が通過し難くなり発振器６に加え
られる帰還電流が低下し、発振器６の作動効率が低下す
る。
【００１３】しかしこの時振動子２の温度変化が温度セ
ンサ８により検出され、増幅器９により増幅されるとと
もに、増幅度調整回路１１や動作点調整回路１２により
増幅度や動作点を調整されてセンサ８の増幅起電力信号
が電圧制御フィルタ７に印加され、電圧制御フィルタ７
の周波数特性が振動子２の周波数特性の変化に追従させ
られる。その結果発振器４の周波数特性は振動子２の周
波数特性と一致し、振動効率は良好に保たれる。
ンサ８により検出され、増幅器９により増幅されるとと
もに、増幅度調整回路１１や動作点調整回路１２により
増幅度や動作点を調整されてセンサ８の増幅起電力信号
が電圧制御フィルタ７に印加され、電圧制御フィルタ７
の周波数特性が振動子２の周波数特性の変化に追従させ
られる。その結果発振器４の周波数特性は振動子２の周
波数特性と一致し、振動効率は良好に保たれる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、非常温の環境下、特に高温環境下で使用する超音波
振動装置の振動子の共振周波数が温度変化により変動し
た場合であっても、振動子に与える超音波振動特性が温
度変化に応じて補正される結果、常に振動子の共振周波
数と振動子に与える振動特性が一致し、最も高い振動効
率で超音波振動装置が作動するという効果がある。
ば、非常温の環境下、特に高温環境下で使用する超音波
振動装置の振動子の共振周波数が温度変化により変動し
た場合であっても、振動子に与える超音波振動特性が温
度変化に応じて補正される結果、常に振動子の共振周波
数と振動子に与える振動特性が一致し、最も高い振動効
率で超音波振動装置が作動するという効果がある。
【図１】超音波振動子の温度変化による共振周波数特性
の変化状態を示すグラフである。
の変化状態を示すグラフである。
【図２】本発明の装置の構成図である。
２ 振動子 ６ 発振器 ７ 電圧制御フィルタ（ＶＣＦ） ８ 温度センサ ９ 増幅器 １１ 増幅度調整回路 １２ 動作点調整回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽田野 甫 神奈川県藤沢市鵠沼松が岡５−11−16
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波振動子（２）の温度変化を検出
し、該温度変化により超音波発振器（６）の振動周波数
特性を超音波振動子（２）の共振周波数特性に補正する
超音波振動機の温度補償方法。 - 【請求項２】 超音波振動子（２）に超音波振動を与え
る発振器（６）を接続し、超音波振動子（２）のフィー
ドバック電流を受けて周波数特性を変化させる電圧制御
フィルタ（７）を上記発振器（６）に接続した装置にお
いて、上記超音波振動子（２）の温度を検出する温度セ
ンサ（８）と、上記温度の検出信号を増幅して前記電圧
制御フィルタ（７）に電位差を与える増幅器（９）とを
設けた超音波振動機の温度補償装置。 - 【請求項３】 増幅器（９）に増幅度調整回路（１１）
と動作点調整回路（１２）を設けた請求項２に記載の超
音波振動機の温度補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128329A JPH06319194A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 超音波振動機の温度補償方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5128329A JPH06319194A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 超音波振動機の温度補償方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06319194A true JPH06319194A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14982101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5128329A Pending JPH06319194A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 超音波振動機の温度補償方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06319194A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529438A (ja) * | 2005-02-03 | 2008-07-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 改良型音声再生のためのオーディオ装置 |
| JP2015080992A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 山口電機工業株式会社 | 車両用警報装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02202799A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-10 | Alpine Electron Inc | 超音波発生装置 |
| JPH0454800A (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-21 | Omron Corp | 超音波センサ |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5128329A patent/JPH06319194A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02202799A (ja) * | 1989-02-01 | 1990-08-10 | Alpine Electron Inc | 超音波発生装置 |
| JPH0454800A (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-21 | Omron Corp | 超音波センサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529438A (ja) * | 2005-02-03 | 2008-07-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 改良型音声再生のためのオーディオ装置 |
| JP2015080992A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 山口電機工業株式会社 | 車両用警報装置 |
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