JPS6012617Y2 - 超音波振動子駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波振動子或はその駆動回路の異常を検出す
る手段を備えた超音波振動子駆動回路に関する。

従来、上記異常の検出としては、超音波振動子をブ、リ
ッヂ回路の一辺に接続するとともにそのブリッヂ回路の
バラン又状態を検出することにより超音波振動子の振動
周波数或は振動振幅を監視し、例えばその検出信号が一
定電圧レベル以上或は以下のとき異常状態であるとして
いた。

ところが、この従来の方法では、超音波振動子の破損、
接続不良等が生じた場合、上記ブリッヂ回路のバランス
条件自体が変ってしまうので、そのブリッヂ回路から検
出される信号が一定電圧レベル以上或は以下のときが異
常状態であるとは限らなくなってしまう。

即ち、上記回路では超音波振動子の破損、接続不良等を
正確に監視することはできない。

本考案の目的は上記従来の欠点に鑑み、超音波振動子を
ブリッヂ回路の一辺に接続することにより自動周波数制
御用或は自動利得制御用の帰還信号を抽出する回路構成
の超音波振動子駆動回路において、超音波振動子の破損
、接続不良等の異常を検出し得るようにした超音波振動
子駆動回路を提供するにある。

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

まず、本考案の第一実施例を説明するための第１図にお
いて、１は超音波信号を出力する発振器、２は発振器１
の出力側に接続されたアンプであり、その出力側はトラ
ンス３の一次側巻線に接続されている。

トランス３の二次側巻線の一端は力率改善用のコンデン
サ４を介して超音波信号供給線Ｌ１に接続され、他端は
超音波信号供給線Ｌ２に接続されている。

Ｕは磁歪型の超音波振動子、ｚｌは第一のインピーダン
ス素子であるインダクタであり超音波信号供給線Ｌｌ、
Ｌ２間に直列に接続されている。

Ｚ２は第二インピーダンス素子である抵抗、Ｚ３は第三
のインピーダンス素子である可変抵抗であり、前記超音
波信号供給線Ｌｌ、Ｌ２間に直列に接続されている。

また、超音波振動子Ｕとインダクタｚ１との共通接続点
は接地され、抵抗Ｚ２と可変抵抗Ｚ３との共通接続点は
帰還線Ｌ３を介して発振器１に接続されている。

以上の回路構成からなるブリッヂ回路を備えた超音波振
動子駆動回路は普通一般にも用いられている。

尚、各素子の値の一例をあげると、コンデンサ４の容量
＝０．１μＦ 超音波振動子Ｕのインダクタンス＝７０
０μＨインダクタＺ１のインダクタンス＝５０μＨ抵抗
Ｚ２の抵抗値＝３０にΩ可変抵抗Ｚ３の抵抗値可変範囲
＝００〜徨Ωである。

更に、超音波信号供給線Ｌ２はコンデンサ５、抵抗６を
介してトランジスタ７のベースに接続すれている。

このトランジスタ７のコレクタは正の電源（＋）■に接
続され、ベース、エミッタは夫々抵抗８，９を介して接
地されている。

１０はトランジスタであり、そのコレクタは第一の警報
ランプ１１を介して正の電源（＋）■に接続され、ベー
スはダイオード１２．１３及び抵抗１４を介してトラン
ジスタ７のエミッタに接続され、エミッタは接地されて
いる。

１５はコンデンサであり、ダイオード１２．１３の共通
接続点を接地との間に接続されている。

１６はトランジスタであり、そのコレクタは第二の警報
ランプ１７を介して正の電源（＋）■に接続され、ベー
スはツェナーダイオード１８を介してダイオード１２，
１３の共通接続点に接続され、エミッタは接地されてい
る。

上記構成において、次にその動作を説明する。

発振器１は２８ＫＨｚの超音波信号を発振し、この信号
がアンプ２にて増幅され、トランス３にて昇圧された後
超音波信号供給線Ｌｌ、Ｌ２に供給され、而して超音波
振動子Ｕは超音波振動味例えば超音波洗浄等に供される
。

また、周知の如く、超音波振動子Ｕ１インダクタｚ１、
抵抗Ｚ２、可変抵抗Ｚ３にてブリッヂが構成されている
ことから帰還線Ｌ３には超音波振動子Ｕの振動に対応し
た周波数の信号が生じ、この帰還信号にて発振器１から
の超音波信号と超音波振動子Ｕの振動との周波数及び位
相を等しくしている。

上記超音波振動子Ｕの動作状態において、それが正常で
あれば、超音波信号供給線Ｌ２の電圧は超音波信号供給
線Ｌｌ、Ｌ２間の電圧を超音波振動子ＵとインダクタＺ
１の各インピーダンスにて分圧した電圧が生じ、これが
抵抗１４、ダイオード１３、コンデンサ１５等にて整流
平滑された後ダイオード１２を介してトランジスタ１ｏ
のベースに供給される。

従って、トランジスタ１ｏが導通することにより第一の
警報ランプ１１が点燈する。

尚、ツェナーダイオード１８はこの正常状態に生ずる電
圧では導通しないツェナー電圧特性を有しており、依っ
てトランジスタ１６は非導通となり、第二の警報ランプ
１７は消燈している。

即ち、第一の警報ランプ１１が点燈しており第二の警報
ランプ１７が消燈している場合、超音波振動子Ｕが正常
動作をしていることを作業者は確認できる。

ところで、超音波振動子Ｕが破損してそのインダクタン
スが小さくなった場合、超音波信号供給線Ｌｌ、Ｌ２間
の電圧はほぼ一定であるにもかかわらず超音波振動子Ｕ
の両端に生ずる電圧は小さくなることから超音波信号供
給線Ｌ２に生ずる電圧は上昇し、ツェナーダイオード１
８のカソード電圧も上昇するため、ツェナーダイオード
１８が導通する。

従ってトランジスタ１６が導通し、第二の警報ランプ１
７が点燈する。

即ち、第一の警報ランプ１１を第二の警報ランプ１７が
共に点燈している場合、超音波振動子Ｕのインピータン
スが異常に小さくなったことによる異常状態を作業者は
確認できる。

また、超音波振動子Ｕの接続不良或は磁歪素子のコイル
の断線が生じた場合、インダクタＺ１には電流が流れな
いので超音波信号供給線Ｌ２は接地電圧となる。

従って、ダイオード１２、ツェナーダイオード１８及び
トランジスタ１０．１６は非導通状態となり、第−及び
第二の警報ランプ１１．１７共に消燈する。

即ち、第一の警報ランプ１１と第二の警報ランプ１７が
共に消燈している場合、超音波振動子Ｕのインピータン
スが異常に大きくなったことによる異常状態を作業者は
確認できる。

次に本考案の第二実施例を第２図を参照して説明する。

尚、本実施例において前実施例に対応する部分には同一
符号を付した。

本実施例は電歪型の超音波振動子Ｕを用いたことに伴い
、第一のインピーダンス素子Ｚ１をコンデンサとし、力
率改善用にインダクタ４を使用した点において前実施例
と異なり、他は同一である。

尚、超音波信号供給線Ｌ２から第−及び第二の警報ラン
プ１１．１７に至る回路は前実施例と同一のため省略し
た。

本実施例における回路動作理論は前実施例と同様であり
極めて容易に理解できるのでその説明は省略するが、超
音波振動子Ｕの異常として、その電歪素子の一部或は全
部が破損、欠除した場合、そのインピーダンスは大きく
なり、また電歪素子の両端に配された電極間の絶縁不良
によるインピーダンスの減少等が考えられる。

本実施例においても前実施例と同様に第−及び第二の警
報ランプ１１．１７にて超音波振動子Ｕの異常動作を確
認することができる。

尚、上記第−及び第二の実施例において異常動作検出用
信号は超音波信号供給線Ｌ２から抽出したが、超音波信
号供給線Ｌ１から抽出しても異常動作を検出することが
できる。

但し、超音波信号供給線Ｌ２から抽出した場合の方が超
音波振動子Ｕの同一インピーダンス変化による異常動作
検出用信号の電圧変化は大きい（超音波信号供給線Ｌ２
の電圧は超音波振動子Ｕ及び第一のインピーダンス素子
Ｚ１のインピーダンスの和を分母とし、第一のインピー
ダンス素子Ｚ１のインピーダンスを分子とする値に比例
するのに対し、超音波信号供給線Ｌ１の電圧は分母を前
記と同じと腰分子を超音波振動子Ｕのインピーダンスと
する値に比例することから）ため、誤動作の恐れがなく
正確に異常状態を検出することができる。

更に、本実施例において警報装置として第−及び第二の
警報ランプ１１．１７を用いたが一個のｔｅ装置にて、
例えば第一のトランジスタ１０が導通、第二のトランジ
スタ１６が非導通のときその警報装置を駆動せず、第−
及び第二のトランジスタ１０．１６が共に導通或は共に
非導通のとき警報装置を駆動して異常状態であることを
知らせる論理回路構成としても良く、またその警報装置
としてブザーを用いても良い。

以上に詳述の通り、本考案はブリッヂ回路にて自動周波
数制御或は自動利得制御用の帰還信号を得る超音波振動
子駆動回路において、超音波信号供給線Ｌｌ、Ｌ２の何
れか一方から異常動作検出用信号を抽出する回路構成と
したので、超音波振動子Ｕの断線、接続不良、破損等の
異常状態を正確に検出することができ、その実用上奏す
る効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例を説明するための電気回路
図、第２図は本考案の第二実施例を説明するための一部
を省略して示す電気回路図である。 図中、Ｕは超音波振動子、ｚｌは第一インピーダンス素
子、Ｚ２は第二インピーダンス素子、Ｚ３は第三のイン
ピーダンス素子、Ｌｌ、Ｌ２は超音波信号供給線である
。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 超音波信号供給線間に直列に接続された超音波振動
   子及び第一のインピーダンス素子ｚ１と、同じくその超
   音波信号供給線間に直列に接続された第二及び第三のイ
   ンピーダンス素子ｚ２、ｚ３とを備え、 前記超音波振動子と第一インピーダンス素子Ｚ１との共
   通接続点を一定直流電圧に固定して前記第二及び第三の
   インピーダンス素子Ｚ２゜Ｚ３の共通接続点から超音波
   発振制御用の帰還信号を抽出するとともに、前記超音波
   信号供給線に何れか一方から異常動作検出用信号を抽出
   する回路構成とした超音波振動子駆動回路。 ２ 前記異常動作検出用信号は、前記第一のインピーダ
   ンス素子ｚ１が接続された超音波信号供給線から抽出さ
   れたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の超音波振動子駆動回路。