JPS5836684A - 超音波発振法およびマイクロコンピユ−タ−内蔵超音波発振器 - Google Patents
超音波発振法およびマイクロコンピユ−タ−内蔵超音波発振器Info
- Publication number
- JPS5836684A JPS5836684A JP56134248A JP13424881A JPS5836684A JP S5836684 A JPS5836684 A JP S5836684A JP 56134248 A JP56134248 A JP 56134248A JP 13424881 A JP13424881 A JP 13424881A JP S5836684 A JPS5836684 A JP S5836684A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value signal
- current value
- frequency current
- oscillator
- microcomputer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
- H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
- H03J7/02—Automatic frequency control
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波加工、超音波洗浄、超音波細胞破砕、
超音波探査・探知等に広汎に利用される超音波振動を常
に振動子の共振周波数で安定に発振するよう追尾制御す
ることができる超音波発振法およびその実施に直接使用
するマイクロコンピュータ−内蔵超音波発振器に関する
。
超音波探査・探知等に広汎に利用される超音波振動を常
に振動子の共振周波数で安定に発振するよう追尾制御す
ることができる超音波発振法およびその実施に直接使用
するマイクロコンピュータ−内蔵超音波発振器に関する
。
この種超音波発振器の基本的特徴としては、発振器の負
荷が変動し易いし長時間の連続使用が多い。連続使用１
０時間は普通で、時には２４時間無体止状態の使用もあ
る。その結果、消費電力による発熱は馬鹿にならず、出
力段の変成器コア、振動子結合コンデンサなどの温度特
性が問題になる。
荷が変動し易いし長時間の連続使用が多い。連続使用１
０時間は普通で、時には２４時間無体止状態の使用もあ
る。その結果、消費電力による発熱は馬鹿にならず、出
力段の変成器コア、振動子結合コンデンサなどの温度特
性が問題になる。
超音波加工、超音波溶接などでは、従来において振動子
に金属ホーンを接着して、振動子とホーンとを組合わせ
た振動系の機械的共振周波数で使用１−ている。この種
の振動系は能率を上げるために機械的共振がかなり鋭く
なるのが普通であり、その共振周波数は作業の状況によ
って変動する。このように変動が生じても発振周波数を
追尾させて自動的に同調をとることは能率を上げるため
に必要なことである。発振装置を電力増巾器とし、振動
系の機械振動を、この振動に比例した電圧に変換して増
巾器の入力に機械的負荷の変化に対する振幅変化の特性
について問題がある。振動帰還発振系で、振幅特性につ
いて注意したいとき、機械的負荷が増大して機械振幅が
弱くなれば、帰環電圧も低くなシ、増巾器の入力電圧と
出力電圧も共に低くなシさらに振動を弱くするようにな
る。このことは電気的増巾器の出力的に飽和点があるた
め幾分かは救われるが、増巾器にＩＪ ｉツタをつけれ
ば、機械的の負荷特性は、振動帰還発振でない場合と同
じようになるがそれだけ機構が複雑となる。
に金属ホーンを接着して、振動子とホーンとを組合わせ
た振動系の機械的共振周波数で使用１−ている。この種
の振動系は能率を上げるために機械的共振がかなり鋭く
なるのが普通であり、その共振周波数は作業の状況によ
って変動する。このように変動が生じても発振周波数を
追尾させて自動的に同調をとることは能率を上げるため
に必要なことである。発振装置を電力増巾器とし、振動
系の機械振動を、この振動に比例した電圧に変換して増
巾器の入力に機械的負荷の変化に対する振幅変化の特性
について問題がある。振動帰還発振系で、振幅特性につ
いて注意したいとき、機械的負荷が増大して機械振幅が
弱くなれば、帰環電圧も低くなシ、増巾器の入力電圧と
出力電圧も共に低くなシさらに振動を弱くするようにな
る。このことは電気的増巾器の出力的に飽和点があるた
め幾分かは救われるが、増巾器にＩＪ ｉツタをつけれ
ば、機械的の負荷特性は、振動帰還発振でない場合と同
じようになるがそれだけ機構が複雑となる。
また使用中温度上昇による接着力の弱化現象や強振動に
より圧力センサーが振動子から剥れたり接続が複雑だっ
たシの欠点を有している。
より圧力センサーが振動子から剥れたり接続が複雑だっ
たシの欠点を有している。
それに一般に超音波振動子はその製造上のばらつき（共
振周波数や共振インピーダンス）が大きく、振動子に結
合する工具やホーンは製作上の寸法誤差や使用による摩
耗などのために共利（再調整が必要）であった。
振周波数や共振インピーダンス）が大きく、振動子に結
合する工具やホーンは製作上の寸法誤差や使用による摩
耗などのために共利（再調整が必要）であった。
一方ＰＬＬ回路を応用した自動追尾回路では出力を低下
させ九場合にそのロック周波数が外れてしまう欠点があ
った。
させ九場合にそのロック周波数が外れてしまう欠点があ
った。
そして従来方式では高い機能を付加するとどうしても複
蝿、大型になシ、シかもアナログ回路を多用した従来方
式ではオペアンプ回路のオフセット調整、スケールファ
クター調整、 ＰＬＬ回路の発振周波数調整９位相回路
の位相調整などの多くの調整箇所が必要である。
蝿、大型になシ、シかもアナログ回路を多用した従来方
式ではオペアンプ回路のオフセット調整、スケールファ
クター調整、 ＰＬＬ回路の発振周波数調整９位相回路
の位相調整などの多くの調整箇所が必要である。
ここにおいて本発明の主な目的は、超音波発振器振動子
の共振周波数変動に対する自動追尾に於いて制御量検出
と調整量算出処理は周波数に依存しない制御を可能とす
る超音波発振＼法およびマイクロコンピュータ−内蔵超
音波発振器を提供せんとするものである。
の共振周波数変動に対する自動追尾に於いて制御量検出
と調整量算出処理は周波数に依存しない制御を可能とす
る超音波発振＼法およびマイクロコンピュータ−内蔵超
音波発振器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、高調波成分や雑音成分に影響され
離い制御動作をする超音波発振＼法およびマイクロコン
ピュータ−内蔵超音波発振器を提供せんとするものであ
る。
離い制御動作をする超音波発振＼法およびマイクロコン
ピュータ−内蔵超音波発振器を提供せんとするものであ
る。
本発明の他の目的紘、超音波発振器振動子の共振周波数
変動に対する検出対象の制御量を振動子に流れる高周波
電流値とする超音波発振法およびマイクロコンピュータ
−内蔵超音波発振器を提供せんとするものである。
変動に対する検出対象の制御量を振動子に流れる高周波
電流値とする超音波発振法およびマイクロコンピュータ
−内蔵超音波発振器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、超音波発振器振動子の共振周波数
変動に対する自動追尾をマイクロコンピュータ−制御に
よる超音波発振＼法およびマイクロコンピュータ−内蔵
超音波発振器を提供せんとするものである。
変動に対する自動追尾をマイクロコンピュータ−制御に
よる超音波発振＼法およびマイクロコンピュータ−内蔵
超音波発振器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、構成部品点数の減少とコンパクト
化を意図した超音波発振法およびマイクロコンピュータ
−内蔵超音波発振器を提供せんとするものである。
化を意図した超音波発振法およびマイクロコンピュータ
−内蔵超音波発振器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、発振器に組込まれた各種電子回路
の調整箇所を少なく・してなる超音波発振法およびマイ
クロコンピュータ−内蔵超音波発振器を提供せんとする
ものである。
の調整箇所を少なく・してなる超音波発振法およびマイ
クロコンピュータ−内蔵超音波発振器を提供せんとする
ものである。
本発明の他の目的は、発振器と振動子間の互換性を高く
した超音波発振法およびマイクロコンピュータ−内蔵超
音波発振器を提供せんとするものである。
した超音波発振法およびマイクロコンピュータ−内蔵超
音波発振器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、プログラム処理したデジタルタイ
マー機能を備える超音波発振法およびマイククコ／ピー
ニーター内蔵超音波発振器を提供せんとするものである
。
マー機能を備える超音波発振法およびマイククコ／ピー
ニーター内蔵超音波発振器を提供せんとするものである
。
本発明の他の目的は、明細書および図面の記載から自ず
と明らかとなろう。
と明らかとなろう。
第１図は本発明発振器の全体構成を示すブロックダイヤ
グラム、第２図は本発明法の処理手順を示す段階的ブロ
ックダイヤグラム、第３図は本発明における振動子の共
振曲線と掃引調整電圧値信号との関係図である。
グラム、第２図は本発明法の処理手順を示す段階的ブロ
ックダイヤグラム、第３図は本発明における振動子の共
振曲線と掃引調整電圧値信号との関係図である。
本発明は、入力した調整電圧値信号によシ所要発振周波
数に制御増巾された増巾励振信号を出力する操作部と、
当該増巾励振信号を入力して振動子に流れる高周波電流
値信号を逐次出力する振動系と、前記調整電圧値信号を
前記操作部に変換伝送しかつ前記高周波電流値信号をマ
イクロコンピュータ−に変換伝送する変換伝送部と、尚
鋏変換伝送部から逐次入力して記憶されて行く前記高周
波電流値信号を予め記憶しであるプログラムの操作手順
に則り逐一比較演算処理して行き、前記振動子に流れる
最大高周波電流値信号を常時追求することにより前記振
動子の共振周波数変動を監視し統轄るとともに前記最大
高周波電流値信号に比例追尾する前記調整電圧値信号を
演算出力するマイクロコンピュータ−とからなり、前記
振動子に流れる高周波電流値信号が共振周波数の変動に
よシ低下を来丸したことを前記マイクロコンピュータ−
で検知する都度意図的に前記操作部の発振周波数を上昇
又状降下掃引して常に最大の前記高周波電流値信号を追
求し、当該最大高周波電流値信号に比例した調整量を前
記操作部に帰還入力し常時前記振動子に最大高周波電流
値信号が流れるように維持して前記振動子の共振周波数
に自動追尾してなる。
数に制御増巾された増巾励振信号を出力する操作部と、
当該増巾励振信号を入力して振動子に流れる高周波電流
値信号を逐次出力する振動系と、前記調整電圧値信号を
前記操作部に変換伝送しかつ前記高周波電流値信号をマ
イクロコンピュータ−に変換伝送する変換伝送部と、尚
鋏変換伝送部から逐次入力して記憶されて行く前記高周
波電流値信号を予め記憶しであるプログラムの操作手順
に則り逐一比較演算処理して行き、前記振動子に流れる
最大高周波電流値信号を常時追求することにより前記振
動子の共振周波数変動を監視し統轄るとともに前記最大
高周波電流値信号に比例追尾する前記調整電圧値信号を
演算出力するマイクロコンピュータ−とからなり、前記
振動子に流れる高周波電流値信号が共振周波数の変動に
よシ低下を来丸したことを前記マイクロコンピュータ−
で検知する都度意図的に前記操作部の発振周波数を上昇
又状降下掃引して常に最大の前記高周波電流値信号を追
求し、当該最大高周波電流値信号に比例した調整量を前
記操作部に帰還入力し常時前記振動子に最大高周波電流
値信号が流れるように維持して前記振動子の共振周波数
に自動追尾してなる。
本発明発振器の実施例・を第１図について説明する。
本発明の超音波発振器ムは、アナログ調整電圧値信号８
１を入力しこれをｖｃｏ （ＶＯＩ、ＴＡＧＥ ｃｏＮ
−ＴＲＯＬＬＩＤ ０８０工Ｉ、ＩＪＡＴＯＲ） ／
０により所要発振周波数負・に制御変換された励振信号
ｓ２を電力増巾器１２にて電力増巾した増巾励振信号８
ｍを出力する操作部Ｂと、当該増巾励振信号８ｊをマツ
チングトランスｌφで変圧受信し振動子１６を励振する
と同時に振動子ｌ乙に流れるアナログ交流高周波電流値
信号８番を抵抗器Ｒを介して出力する振動系０と、入力
したデジタル調整電圧値信号８ｓをＤ／Ａ変換器ＩＩで
変換したアナログ調整電圧値信号出を操作部Ｂへ出力す
るとともに振動系Ｃから入力したアナログ交流高周波電
流値信号Ｓ４を整流器２０にて整流されたアナログ直流
高周波電流値信号Ｓ６を動作タイミング指令信号８ｏの
受信を契機にＶＤ変換−器２２にてデジタル高周波電流
値信号Ｓγに変換出力する変換伝送部りと、当該変換伝
送部りからデジタルインターフェース２１Ｉ−を通り逐
次入力してＲＡＭ （ＲＡＮ−ＤＯＭ ＡｃｏＩｃｓｓ
Ｍｇｕｏａｙ ）２ ｌｘ （Ｄ所定指定番地に記憶
されて行くデジタル高周波電流値信号Ｓ７を予めＲＯＭ
（ＲＢＡＤ ０ＮＬＹ ｕｍｙｏＲｙ ）２１ｒ Ｋ
記憶Ｌ テある演算手法やプログラムの操作手順に則
り０ＰＵ（０１！１Ｎ−ＴＲＡＬ ＰＲＯＯＩ！！８８
ＩＮＧ ＵＮＩＴ ） ３０により逐一比較演算処理し
て振動子ｉｔの共振周波数ｆ２変動に伴うデジタル高周
波電流値信号Ｓ丁の低下を検知すると出力するデジタル
調整電圧値信号８ｓを強制的に少しずつ上昇又は降下掃
引し、その都度得た最大デジタル高周波電流値信号Ｂｑ
をＲＡＭ ２６の所定指定番地にストアして行くことに
より常時振動子１６の共振周波数ｆ２変動を監視し続け
るとともに、それに追尾して算出したデジタル２≠を通
シ変換伝送部りに出力するマイクロコンピュータ−Ｅと
からなる。
１を入力しこれをｖｃｏ （ＶＯＩ、ＴＡＧＥ ｃｏＮ
−ＴＲＯＬＬＩＤ ０８０工Ｉ、ＩＪＡＴＯＲ） ／
０により所要発振周波数負・に制御変換された励振信号
ｓ２を電力増巾器１２にて電力増巾した増巾励振信号８
ｍを出力する操作部Ｂと、当該増巾励振信号８ｊをマツ
チングトランスｌφで変圧受信し振動子１６を励振する
と同時に振動子ｌ乙に流れるアナログ交流高周波電流値
信号８番を抵抗器Ｒを介して出力する振動系０と、入力
したデジタル調整電圧値信号８ｓをＤ／Ａ変換器ＩＩで
変換したアナログ調整電圧値信号出を操作部Ｂへ出力す
るとともに振動系Ｃから入力したアナログ交流高周波電
流値信号Ｓ４を整流器２０にて整流されたアナログ直流
高周波電流値信号Ｓ６を動作タイミング指令信号８ｏの
受信を契機にＶＤ変換−器２２にてデジタル高周波電流
値信号Ｓγに変換出力する変換伝送部りと、当該変換伝
送部りからデジタルインターフェース２１Ｉ−を通り逐
次入力してＲＡＭ （ＲＡＮ−ＤＯＭ ＡｃｏＩｃｓｓ
Ｍｇｕｏａｙ ）２ ｌｘ （Ｄ所定指定番地に記憶
されて行くデジタル高周波電流値信号Ｓ７を予めＲＯＭ
（ＲＢＡＤ ０ＮＬＹ ｕｍｙｏＲｙ ）２１ｒ Ｋ
記憶Ｌ テある演算手法やプログラムの操作手順に則
り０ＰＵ（０１！１Ｎ−ＴＲＡＬ ＰＲＯＯＩ！！８８
ＩＮＧ ＵＮＩＴ ） ３０により逐一比較演算処理し
て振動子ｉｔの共振周波数ｆ２変動に伴うデジタル高周
波電流値信号Ｓ丁の低下を検知すると出力するデジタル
調整電圧値信号８ｓを強制的に少しずつ上昇又は降下掃
引し、その都度得た最大デジタル高周波電流値信号Ｂｑ
をＲＡＭ ２６の所定指定番地にストアして行くことに
より常時振動子１６の共振周波数ｆ２変動を監視し続け
るとともに、それに追尾して算出したデジタル２≠を通
シ変換伝送部りに出力するマイクロコンピュータ−Ｅと
からなる。
前記マイクロコンピュータ−Ｅは、別途接続したクロッ
クパルス発振器３２からのクロックパルス信号８ｍを入
力し付属しであるデジタルスイッチ３弘に予め設定した
数値をＣＰＵ ３０がカウントアツプすると発振器停止
指令信号８ｇを操作部Ｂの電力増巾器／２１４送信する
ことにより発振器Ａの稼動を停止するタイマー機能をプ
ログラム処理してなる。
クパルス発振器３２からのクロックパルス信号８ｍを入
力し付属しであるデジタルスイッチ３弘に予め設定した
数値をＣＰＵ ３０がカウントアツプすると発振器停止
指令信号８ｇを操作部Ｂの電力増巾器／２１４送信する
ことにより発振器Ａの稼動を停止するタイマー機能をプ
ログラム処理してなる。
しかして本発明法の実施例を第１図乃至第３図について
説明する。
説明する。
本発明法の原理は、超音波・発振器の振動子が共振周波
数で動作している時には最大の高周波電流が振動子に流
れる現象を応用したものである。
数で動作している時には最大の高周波電流が振動子に流
れる現象を応用したものである。
本発明法は、まず電源を投入してスタートするステップ
１と、マイクロコンピュータ−Ｅに付属する各種設定器
（図示せず）を調整してインプット・アウトプット・モ
ードやその他を設定する初期化ステップ■と、ＣＰＵ３
０の処理操作でマイクロコンピュータ−Ｅから所定のデ
ジタル調整電圧値信号８ｓを変換伝送部りのＤ／Ａ変換
器ｉｔに送信し当該Ｄ／Ａ変換器ＩＩで変換されたアナ
ログ調整電圧値信号Ｂ＋を操作部ＢのＶｏｏ１０Ｋ送り
、そこで操作量たる所定発振周波数の励振信号Ｓ！を発
振し引続き電力増巾器／、２で増巾励振信号８Ｊとして
振動系Ｏのマツチングトランス／４／−を経て変圧入力
することにより振動子／６を共振周波数で２付近で発振
するステップ■と、振動子ｌ乙に流れるアナログ交流高
周波電流値信号Ｓ４を振動系Ｃから受信して変換伝送部
りの整流器２０にて整流したアナログ直流高周波電流値
信号Ｓ６をさらにＯＰＵ ３０の命令操作で出力された
動作タイミング指令信号Ｓｏの受信を契機にＡ／Ｄ変換
器２２でデジタル高周波電流値信号Ｓ７に変換し、当該
デジタル高周波電流値信号Ｓ丁を変換伝送部りからデジ
タルインターフェース２≠を通して逐次ＲＡＭ ２６の
所定指定番地に順次読み込むステップ■と、ｃｐｎｊＯ
の処理操作でデジタル調整電圧値信号Ｓ５を少しずつ変
化させ操作部Ｂから発振周波数ｆ＋を上昇した増巾励振
信号Ｓ３を振動系Ｃに入力して行った時の振動子／ｌに
流れるアナログ交流高周波電流値信号Ｓ４を変換伝送部
りで変換したデジタル高周波電流値信号Ｓ７をマイクロ
コンピユークーＥのＲＡＭλ６の所定指定番地に順次読
み込むステップＶと、ｃ：ｐｔｙ ３０の次の処理操作
でＲＯＭ 、２ｔに記憶され九演算手法に則ｐ幽＃Ｒｈ
Ｍ、２Ｇに読み込まれた最新のデジタル高周波電流値信
号ｓ１を前記ステップ■の動作で既に読み込まれた前の
最大デジタル高周波電流値信号８７と大小比較し大又は
等しいと判定された場合は再度ステップＶに戻してＲＡ
Ｍ ２１ｐの所定の指定番地に読み込ませるとともに小
と判定された場合は次のステップ■にデジタル高周波電
流値信号Ｓ丁を通過させるステップ■と、引続きＣＰＵ
３０の処理操作でデジタル調整電圧値信号−の変化に
伴い操作部Ｂから発振周波数ｆ１が下降した増巾励振信
号Ｂｓを振動系０に入力して行つ死時の振動子ｌ乙に流
れるアナログ交流高周波電流値信号８４を変換伝送部り
で変換したデジタル高周波電流値信号Ｓ７をマイクロコ
ンピュータ−ＥのＲＡＭ ２乙の所定指定番地に順次読
み込むステップ■と、ｃｐＵｊ Ｏの処理操作でＲＯＭ
２１に記憶された演算手法に則り当該ＲＡＭ ２６に
読み込まれた最新のデジタル高周波電流値信号Ｓγを前
記ステップ■の動作で既に読み込まれた前の最大デジタ
ル高周波電流値信号Ｂフと大小比較し大又は等しいと判
定された場合は再度ステップ■に戻してＲＡＭＪ６の所
定の指定番地に読み込ませるとともに小と判定された場
合はステップ■に戻してストアするステップ■を順次経
由するに当り、予め記憶されている一連のプログラム手
順通りにマイクロコンピュータ−ＥのＣＰＵ ３０にて
比較演算処理して振動子ｌ乙に流れる最大高周波電流値
変化を常時監視検出と同時にＣＩＰＵ ３０で算出した
その変化に対応比例するデジタル調整電圧値信号＆を逐
次変換伝送部りを介して操作部Ｂに入力することにより
振動系Ｃの振動子１６の共振周波数で２変動に追尾自在
としである。
１と、マイクロコンピュータ−Ｅに付属する各種設定器
（図示せず）を調整してインプット・アウトプット・モ
ードやその他を設定する初期化ステップ■と、ＣＰＵ３
０の処理操作でマイクロコンピュータ−Ｅから所定のデ
ジタル調整電圧値信号８ｓを変換伝送部りのＤ／Ａ変換
器ｉｔに送信し当該Ｄ／Ａ変換器ＩＩで変換されたアナ
ログ調整電圧値信号Ｂ＋を操作部ＢのＶｏｏ１０Ｋ送り
、そこで操作量たる所定発振周波数の励振信号Ｓ！を発
振し引続き電力増巾器／、２で増巾励振信号８Ｊとして
振動系Ｏのマツチングトランス／４／−を経て変圧入力
することにより振動子／６を共振周波数で２付近で発振
するステップ■と、振動子ｌ乙に流れるアナログ交流高
周波電流値信号Ｓ４を振動系Ｃから受信して変換伝送部
りの整流器２０にて整流したアナログ直流高周波電流値
信号Ｓ６をさらにＯＰＵ ３０の命令操作で出力された
動作タイミング指令信号Ｓｏの受信を契機にＡ／Ｄ変換
器２２でデジタル高周波電流値信号Ｓ７に変換し、当該
デジタル高周波電流値信号Ｓ丁を変換伝送部りからデジ
タルインターフェース２≠を通して逐次ＲＡＭ ２６の
所定指定番地に順次読み込むステップ■と、ｃｐｎｊＯ
の処理操作でデジタル調整電圧値信号Ｓ５を少しずつ変
化させ操作部Ｂから発振周波数ｆ＋を上昇した増巾励振
信号Ｓ３を振動系Ｃに入力して行った時の振動子／ｌに
流れるアナログ交流高周波電流値信号Ｓ４を変換伝送部
りで変換したデジタル高周波電流値信号Ｓ７をマイクロ
コンピユークーＥのＲＡＭλ６の所定指定番地に順次読
み込むステップＶと、ｃ：ｐｔｙ ３０の次の処理操作
でＲＯＭ 、２ｔに記憶され九演算手法に則ｐ幽＃Ｒｈ
Ｍ、２Ｇに読み込まれた最新のデジタル高周波電流値信
号ｓ１を前記ステップ■の動作で既に読み込まれた前の
最大デジタル高周波電流値信号８７と大小比較し大又は
等しいと判定された場合は再度ステップＶに戻してＲＡ
Ｍ ２１ｐの所定の指定番地に読み込ませるとともに小
と判定された場合は次のステップ■にデジタル高周波電
流値信号Ｓ丁を通過させるステップ■と、引続きＣＰＵ
３０の処理操作でデジタル調整電圧値信号−の変化に
伴い操作部Ｂから発振周波数ｆ１が下降した増巾励振信
号Ｂｓを振動系０に入力して行つ死時の振動子ｌ乙に流
れるアナログ交流高周波電流値信号８４を変換伝送部り
で変換したデジタル高周波電流値信号Ｓ７をマイクロコ
ンピュータ−ＥのＲＡＭ ２乙の所定指定番地に順次読
み込むステップ■と、ｃｐＵｊ Ｏの処理操作でＲＯＭ
２１に記憶された演算手法に則り当該ＲＡＭ ２６に
読み込まれた最新のデジタル高周波電流値信号Ｓγを前
記ステップ■の動作で既に読み込まれた前の最大デジタ
ル高周波電流値信号Ｂフと大小比較し大又は等しいと判
定された場合は再度ステップ■に戻してＲＡＭＪ６の所
定の指定番地に読み込ませるとともに小と判定された場
合はステップ■に戻してストアするステップ■を順次経
由するに当り、予め記憶されている一連のプログラム手
順通りにマイクロコンピュータ−ＥのＣＰＵ ３０にて
比較演算処理して振動子ｌ乙に流れる最大高周波電流値
変化を常時監視検出と同時にＣＩＰＵ ３０で算出した
その変化に対応比例するデジタル調整電圧値信号＆を逐
次変換伝送部りを介して操作部Ｂに入力することにより
振動系Ｃの振動子１６の共振周波数で２変動に追尾自在
としである。
かくして本発明は、一般に超音波振動子／ｌやそれに結
合する従来の工具やホーンが、それ自身の発熱による膨
張のためその共振周波数が変動したり、また工具やホー
ン先端にある負荷の影響による共振周波数ｆ２変動やｖ
ｃｏ ／ ０の温度ドリフトや電源電圧の変動による発
振周波数で１変化などの原因で先の高周波電流の最大値
は時間的に低下する傾向にあり、その最大値の低下を検
出したら前のデジタル調整電圧値信号８ａを変化させて
常に高周波電流の最大値を保つよう全体を構成すること
が出来る。
合する従来の工具やホーンが、それ自身の発熱による膨
張のためその共振周波数が変動したり、また工具やホー
ン先端にある負荷の影響による共振周波数ｆ２変動やｖ
ｃｏ ／ ０の温度ドリフトや電源電圧の変動による発
振周波数で１変化などの原因で先の高周波電流の最大値
は時間的に低下する傾向にあり、その最大値の低下を検
出したら前のデジタル調整電圧値信号８ａを変化させて
常に高周波電流の最大値を保つよう全体を構成すること
が出来る。
即ち振動子の共振周波数ｆ２変化を捉えて常に自動追尾
出来、しかもＡ／Ｄ変換から途中マイクロコンピュータ
−Ｅを経てＤ／Ａ変換までどこにも周波数そのものには
依存していない結果高調波成分や雑音成分に影響され難
い動作をする。
出来、しかもＡ／Ｄ変換から途中マイクロコンピュータ
−Ｅを経てＤ／Ａ変換までどこにも周波数そのものには
依存していない結果高調波成分や雑音成分に影響され難
い動作をする。
さらにクロックパルス発振器３．２からは動作中宮にイ
ンターバルタイム毎にクロックパルス信号８魯が送られ
それをマイクロコンピュータ−ＥのＯＰＵ ３０がカウ
ントしてデジタルスイッチ３≠の設定値と比較し、一致
したら操作部Ｂの電力増巾器／２に発振器停止指令信号
Ｓ９を送りその動作を停止させ′る所謂タイマーをも構
成することが出来る等優れた効果を奏する。
ンターバルタイム毎にクロックパルス信号８魯が送られ
それをマイクロコンピュータ−ＥのＯＰＵ ３０がカウ
ントしてデジタルスイッチ３≠の設定値と比較し、一致
したら操作部Ｂの電力増巾器／２に発振器停止指令信号
Ｓ９を送りその動作を停止させ′る所謂タイマーをも構
成することが出来る等優れた効果を奏する。
第１図は本発明発振器の全体構成を示すブロックダイヤ
グラム、第２図は本発明法の処理手順を示す段階的ブロ
ックダイヤグラム、第３図は本発明における振動子の共
振曲線と掃引調整電圧値信号との関係図である。 Ａ・・・マイクロコンピュータ−内蔵超音波発振器Ｂ・
・・操作部 Ｃ・・・振動系 Ｄ・・・変換伝送部
Ｅ…マイクロコンピュータ− ８１・・・アナログ調整電圧値信号 ８宜・・・励振信号 Ｂｍ・・・増巾励振信号８４・
・・アナログ交流高周波電流値信号８藝・・・デジタル
調整電圧値信号 ８・・・・アナログ直流高周波電流値信号８７・・・デ
ジタル高周波電流値信号 陽・・・クロックパルス信号 ｓ９・・・発振器停止指令信号 ＩＯ・・・ｖｏｏ ／２・・・電力増巾器／Ａ・・
・振動子 ｌざ・・・Ｄ／Ａ変換器２θ・・・整流
器 ココ・・・Ａ／Ｄ変換器３２・・・クロックパ
ルス発振器 ３ ａ、−７−・デジタルスイッチ 第１図 第２図
グラム、第２図は本発明法の処理手順を示す段階的ブロ
ックダイヤグラム、第３図は本発明における振動子の共
振曲線と掃引調整電圧値信号との関係図である。 Ａ・・・マイクロコンピュータ−内蔵超音波発振器Ｂ・
・・操作部 Ｃ・・・振動系 Ｄ・・・変換伝送部
Ｅ…マイクロコンピュータ− ８１・・・アナログ調整電圧値信号 ８宜・・・励振信号 Ｂｍ・・・増巾励振信号８４・
・・アナログ交流高周波電流値信号８藝・・・デジタル
調整電圧値信号 ８・・・・アナログ直流高周波電流値信号８７・・・デ
ジタル高周波電流値信号 陽・・・クロックパルス信号 ｓ９・・・発振器停止指令信号 ＩＯ・・・ｖｏｏ ／２・・・電力増巾器／Ａ・・
・振動子 ｌざ・・・Ｄ／Ａ変換器２θ・・・整流
器 ココ・・・Ａ／Ｄ変換器３２・・・クロックパ
ルス発振器 ３ ａ、−７−・デジタルスイッチ 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、発振器の振動子に流れる高周波電流値信号が共振周
波数の変動により低下を来たしたことを検知する都度意
図的に前記発振器の発振周波数を上昇又は降下掃引して
常に最大の前還入力し、常時前記振動子に最大高周波電
流値信号が流れるように維持して前記振動子の共振周波
数に自動追尾自在としてなる超音波発振法 ２ 調整量は、調整電圧値信号である特許請求の範囲第
゛１項記載の超音波発振法 １ 最大高周波電流値信号の追求とこれに比例した調整
量の算出は、マイクロコンピュータ−によシ演算処理し
てなる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の超音波発
振法 ４、 入力した調整電圧値信号により所要発振周波数に
制御増巾された増巾励振信号を出力する操作部と、当該
増巾励振信号を入力して振動子に流れる高周波電流値信
号を逐次出力する振動系と、前記調整電圧値信号を前記
操作部に変換伝送しかつ前記高周波電流値信号をマイク
ロコンピュータ−に変換伝送する変換伝送部と、幽該変
換伝送部から逐次入力して記憶されて行く前記高周波電
流値信号を予め記憶しであるプログラムーーの操作手順
に則り逐一比較演算処理して行き前記振動子に流れる最
大高周波電流値信号を常時追求することにより前記振動
子の共振周波数変動を監視し続けるとともに前記最大高
周波電流値信号に比例追尾する前記調整電圧値信号を演
算出力する前記マイクロコンピュータ−とからなるマイ
クロコンピュータ−内蔵超音波発振器５、 マイクロコ
ンピュータ−は、別途接続したクロックパルス発振器か
らのクロックパルス信号をカウントし、付属したデジタ
ルスイツチに予め設定しである数値と一致すると発振器
停止指令信号を操作部に送信することにより尚該発振器
の動作を停止するタイマー機能を有してなる特許請求の
範囲第４項記載のマイクロコンピュータ−内蔵超音波発
振器６、変換伝送部は、マイクロコンピュータ−から入
力したデジタル調整電圧値信号をアナログ調整電圧値信
号に変換するＤ／Ａ変換器と、振動系から入力したアナ
ログ交流高周波電流値信号をアナログ直流高周波電流値
信号に整流する整流器と、当該アナログ直流高周波電流
値信号をデジタル高周波電流値信号に変換するの変換器
とからなる特許請求の範囲第４項又は第５項記載のマイ
クロコンピュータ−内蔵超音波発振器 ７、操作部は、変換伝送部から入力したアナログ調整電
圧値信号によって発振周波数を制御して勲振信号を出力
するＶＣＯと、当該励振信号の電力増巾を行う電力増巾
器とを備えてなる特許請求の範囲第４項、第５項又は第
６項振器
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134248A JPS5836684A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 超音波発振法およびマイクロコンピユ−タ−内蔵超音波発振器 |
| US06/412,274 US4525790A (en) | 1981-08-28 | 1982-08-27 | Method for oscillating ultrasonic waves and a microcomputer's built-in ultrasonic wave oscillator circuitry |
| US06/723,834 US4623838A (en) | 1981-08-28 | 1985-04-16 | Analog-digital conversion circuit apparatus connectable to a microcomputer for measuring electric voltage and current of a vibrator of an ultrasonic wave oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134248A JPS5836684A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 超音波発振法およびマイクロコンピユ−タ−内蔵超音波発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5836684A true JPS5836684A (ja) | 1983-03-03 |
Family
ID=15123853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56134248A Pending JPS5836684A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 超音波発振法およびマイクロコンピユ−タ−内蔵超音波発振器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4525790A (ja) |
| JP (1) | JPS5836684A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3443568A1 (de) * | 1983-11-29 | 1985-06-05 | Hess, Petra, 6000 Frankfurt | Geraet zur abschreckung von tierischen schaedlingen mittels ultraschallsignalen |
| JPS6157276A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | サンデン株式会社 | 振動装置 |
| JPS622869A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
| JPS62140685A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-24 | 日本サーモニクス株式会社 | 共振周波数自動追尾方法及び装置 |
| JPS63249477A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
| JP2009118085A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Wellpine Communications Co Ltd | 共振点追尾型駆動装置 |
| JP2013193030A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Seiko Npc Corp | 周波数調整回路及び周波数調整方法 |
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| US4970656A (en) * | 1986-11-07 | 1990-11-13 | Alcon Laboratories, Inc. | Analog drive for ultrasonic probe with tunable phase angle |
| US4954960A (en) * | 1986-11-07 | 1990-09-04 | Alcon Laboratories | Linear power control for ultrasonic probe with tuned reactance |
| DE3641058A1 (de) * | 1986-12-01 | 1988-06-16 | Kaltenbach & Voigt | Schaltungsanordnung zur speisung eines ultraschallgebers, insbesondere fuer ein zahnsteinentfernungsgeraet |
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| JPH0777229B2 (ja) * | 1988-10-28 | 1995-08-16 | 株式会社新川 | 超音波ワイヤボンディング装置 |
| DE3925459A1 (de) * | 1989-08-01 | 1991-02-14 | Ferton Holding | Ultraschallerzeuger mit einem piezoelektrischen wandler |
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1981
- 1981-08-28 JP JP56134248A patent/JPS5836684A/ja active Pending
-
1982
- 1982-08-27 US US06/412,274 patent/US4525790A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2013193030A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Seiko Npc Corp | 周波数調整回路及び周波数調整方法 |
Also Published As
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|---|---|
| US4525790A (en) | 1985-06-25 |
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