PL110267B1 - Method of activating piezoelectric converters into ultrasonic vibrations - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób .pobudzania do drgan ultradzwiekowych przetwornika piezo¬ elektrycznego.Dotychczas pobudzanie do drgan ultradzwieko¬ wych przetworników piezoelektrycznych polega na ciaglym dostarczaniu do ich elektrod napiecia sinusoidalnie zmiennego wytworzonego w ukladzie generatora i wzmocnionego do koniecznej war¬ tosci w ukladzie wzmacniacza mocy, przy czym w celu synchronizacji czestotliwosci tego genera¬ tora z czestotliwoscia wlasna przetwornika piezo¬ elektrycznego stosuje sie uklad analizy przesuniec falowych i w zaleznosci od wyników tej analizy zwieksza sie lub zmniejsza czestotliwosc pracy generatora. Wada tego typu rozwiazania jest ko¬ niecznosc doboru do kazdego przetwornika piezo¬ elektrycznego generatora, którego czestotliwosc drgan bylaby równa czestotliwosci wlasnej prze¬ twornika.Poza tym podczas synchronizacji czestotliwosci drgan generatora z czestotliwoscia drgan prze¬ twornika wystepujace rozbieznosci powoduja tlu¬ mienie d^rgan wlasnych przetwornika i straty energii dostarczanej do niego. Alby zatem uzyskac zadana amplitude drgan przetwornika nalezy do¬ starczyc do jego elektrod znacznie wiecej energii, niz byloby to konieczne gdyby uklad generator- -przetwornik pracowal z wieksza sprawnoscia.Celem wynalazku jest opracowanie prostego sposobu pobudzania do drgan ultradzwiekowych przetwornika piezoelektrycznego i ukladu elektro¬ nicznego, który zapewnialby mozliwosc wykorzy¬ stania tego sposobu.Istota wynalazku polega na tym, ze przetwornik 5 piezoelektryczny pobudza sie do drgan krótkim impulsem prostokatnym wyzwalanym synchro¬ nicznie z drganiami mechanicznymi ukladu ultra¬ dzwiekowego. Sygnal wyzwalajacy polbiera sie z przetwornika poprzez dyskryminacje amplitudy 10 odpowiedzi elektrostrykcyjnej przetwornika. Ener¬ gia dostarczana jest; do przetwornika piezoelek¬ trycznego nie w postaci sinusoidalnie zmiennego przebiegu napieciowego, lecz w postaci krótkich impulsów pradowych, które podtrzymuja drgania wladne przetwornika. Po kazdym z takich impul¬ sów na elektrodach przetwornika pojawia sie sygnal napieciowy proporcjonalny do chwilowego obciazenia mechanicznego. Analiza tego sygnalu pozwala na dostarczenie energii wtedy, gdy nie powoduje to tlumienia drgan wlasnych przetwor¬ nika. Dodatkowa zaleta opisywanego sposobu jest mozliwosc stosowania ukladu, który ten sposób realizuje we wspólpracy z przetwornikami piezo¬ elektrycznymi o dowolnej czestotliwosci drgan. wlasnych.Realizacja sposobu bedacego przedmiotem wy¬ nalazku zapewniona jest w przykladowo1 przed¬ stawionym na rysunku ukladzie.W stanie ustalonym na wejsciu al bramki BI 3Q panuje stan logicznego zera, a na wejsciu bl — 15 20 25 110 267y~ 110 267 logicznej jedynki. Gdy na wejsciu al nastapi wzrost napiecia do wartosci okreslonej dla lo¬ gicznej jedynki na wyjsciu bramki BI nastapi zmiana stanu z logicznej jedynki na logiczne zero.W stanie ustalonym na wejsciu a2 bramki B2 pa¬ nuje stan logicznej jedynki i wobec tego zmiana stanu na wejsciu b2 tej bramki z jedynki na zero powoduje pojawienie sie logicznej jedynki na wejsciu E uniwibratora M2. Zbocze narastajace wyzwala uniwibrator M2. Na wyjsciu Q2 naste¬ puje wzrost napiecia do wartosci odpowiadajacej logicznej jedynce i wobec tego wyzwolony zostaje uniwibrator Ml blokujac tym samym bramke B2.Impuls z wyjscia Q2 uniwibratora Ml po wzmocnieniu we wzmacniaczu napieciowym Wz dostarcza energii do przetwornika piezoelektrycz- .nego P i pobudza przetwornik do drgan. Sygnal napieciowy proporcjonalny do chwilowego obcia¬ zenia mechanicznego przetwornika, poprzez uklad ograniczania amplitudy, U podawany jest na wej¬ scie bl bramki BI i, jesli na wejsciu al bramki BI w dalszym ciagu panuje stan logicznej jedyn- Jci, a na wejsciu a2 bramki B2 pojawila sie juz logiczna jedynka, ponownie wyzwala uniwibrator M2. Uklad ograniczania amplitudy i wejscie E uniwibratora M2 stanowia lacznie zespól analizy napieciowej odpowiedzi przetwornika oraz ,po- 5 chodnej jej odpowiedzi. Czas trwania impulsów wyjsciowych uniwibratora M2 jest znacznie krót¬ szy od okresu drgan wlasnych przetwornika pie¬ zoelektrycznego i dlatego dostarczanie energii w postaci impulsów pradowych ma niewielki wplyw 10 na zmiane czestotliwosci.Zastrzezenie patentowe 15 20 Sposób pobudzania do drgan ultradzwiekowych przetwornika piezoelektrycznego, znamienny tym, ze przetwornik piezoelektryczny pobudza sie do drgan krótkim impulsem prostokatnym wyzwa¬ lanym synchronicznie z drganiami mechanicznymi ukladu ultradzwiekowego, przy czym sygnal wy¬ zwalajacy pobiera sie z przetwornika przez dy¬ skryminacje amplitudy odpowiedzi elektrostryk- cyjnej przetwornika.PZGraf. Koszalin D-18 105 egz. A-4 Cena 45 il PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 15 20 Sposób pobudzania do drgan ultradzwiekowych przetwornika piezoelektrycznego, znamienny tym, ze przetwornik piezoelektryczny pobudza sie do drgan krótkim impulsem prostokatnym wyzwa¬ lanym synchronicznie z drganiami mechanicznymi ukladu ultradzwiekowego, przy czym sygnal wy¬ zwalajacy pobiera sie z przetwornika przez dy¬ skryminacje amplitudy odpowiedzi elektrostryk- cyjnej przetwornika. PZGraf. Koszalin D-18 105 egz. A-4 Cena 45 il PL