TWI632353B - Method and circuit arrangement for determining the operating range of an ultrasonic oscillating system - Google Patents

Method and circuit arrangement for determining the operating range of an ultrasonic oscillating system Download PDF

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Abstract

本發明涉及一種用於確定超聲波振盪系統(7)的工作範圍的方法，該超聲波振盪系統(7)由發生器(2)透過輸出部(2a)供電和被激勵至超聲波震盪，其中，至少超聲波振盪系統(7)的組成部分，優選包含在其中的超聲變換器(8)，以及發生器(2)的組成部分，優選輸出側的匹配網路(2b)，形成一震盪回路(2c、2d)，所述方法的特徵在於，在發生器(2)的輸出部(2a)上游連接一測量電路(3)，透過所述測量電路(3)在震盪回路處施加電壓(U)，借助所述測量電路(3)至少測量震盪回路的阻抗的相位、優選大小和相位，對所述阻抗的相位、優選大小和相位進行分析以用於確定工作範圍。此外，本發明還涉及一種用於執行前述方法的電路佈置。

Description

用於確定超聲振盪系統的工作範圍的方法和電路佈置
本發明涉及一種根據申請專利範圍第1項的前序部分所述的、用於確定超聲波振盪系統/超聲波換能系統(Ultraschall-Schwinggebilde)的工作範圍的方法，該超聲波振盪系統由發生器透過輸出部供給電能且被激勵至超聲波震盪，其中，至少超聲波振盪系統的組成部分(優選包含在其中的超聲變換器)以及發生器的組成部分(優選輸出側的匹配網路)形成一震盪回路。
此外，本發明還涉及一種根據申請專利範圍第8項的前序部分所述的、用於執行根據本發明的方法的電路佈置，所述電路佈置具有超聲波振盪系統，該超聲波振盪系統連接在發生器上，能由所述發生器透過輸出部供給電能且能被激勵至超聲波震盪，其中，至少超聲波振盪系統的組成部分(優選包含在其中的超聲變換器)以及發生器的組成部分(優選輸出側的匹配網路)形成一震盪回路。
超聲波振盪系統(也稱為超聲波震盪系統)不僅應用在利用超聲波清潔的領域中，而且也用在其他技術領域， 例如像借助於超聲波進行焊接或者切割。除了透過借助高頻電信號的激勵感生出震盪的超聲波發生器外，振盪系統/換能系統(Schwinggebilde)也是必要的，該振盪系統包括超聲變換器(例如壓電變換器)或者與這種超聲變換器共同作用，該超聲變換器把電的震盪轉換為機械的震盪。此外，振盪系統還包括真正的超聲振動器或超聲輻射器或者聲吶極/超聲震盪單元，該超聲振動器或超聲輻射器或者聲吶極向介質或者工件釋放真正的超聲波震盪。
振盪系統或者說超聲變換器以及具有其電匹配網路的超聲波發生器共同形成了一個電磁的震盪回路。視應用領域而定，振盪系統能以不同的幾何形狀和大小以及不同的材料設計形成，其中，振盪系統由於其形狀和組成以及所述震盪回路的由此帶來的改變的特性而具有不同的工作範圍，就所需的最佳的激勵頻率而言。所述工作範圍可以在頻率空間中透過震盪表現(即所謂的並聯諧振和串聯諧振)中的諧振點(諧振頻率)來定義或限制。在瞭解了發生器和振盪系統的相互配合的諧振點後可確定與之配備的超聲波儀器的最佳的工作範圍。
如果必須更換振盪系統，則新的振盪系統或相應的震盪回路通常不具有和之前使用的振盪系統相同的起動頻率或相同的工作範圍。“起動頻率”理解為發生器的一種激勵頻率，利用這種激勵頻率當相應的超聲波儀器開始運轉時在開初時激勵所述振盪系統。尤其應該如此選擇所述起動頻率，使得不損壞所述儀器或振盪系統。外部參數的變化 例如大的溫度波動也會導致振盪系統或整個震盪回路的諧振點的漂移。在不瞭解諧振點的情況下，整個設備的工作範圍是未知的。
因此，當進行更換或改變時在大多數情況下必須重新確定起動頻率並相應地重新調節工作範圍。為此，相應的測量工具如阻抗掃描器是必要的，然而所述測量工具的使用昂貴且費事。但是可以在沒有相應調節的情況下不按規定地使用超聲波振盪系統。
一種由現有技術已知的、當場確定諧振點且進而保證振盪系統的正確運行的可能性在於，在空運行中，也就是說利用不具有介質和壓力以及相應地不具有緩衝的自由震盪的振盪系統，在輸出聲波的條件下借助於對頻率範圍的頻率掃掠(Scan(掃描))查明來確定所述諧振點。為此，振盪系統在發生器功率較低時被載入經脈寬調製的信號，其中，在空運行中掃掠一特定的頻率範圍。透過對功率、相位以及電流透過進行分析而確定諧振點，以便確定工作範圍。然而，在空運行中輸出聲波一方面引起極大的音量，另一方面振盪系統會由於功率過大的激勵而被損壞並進而功能減弱。也不排除會對操作人員造成危險。
因此，本發明的目的在於，在避免前述缺點的情況下能迅速且簡單地確定振盪系統的工作範圍。
根據本發明，所述目的透過具有申請專利範圍第1項 所述的特徵的方法實現。此外，該目的還透過具有申請專利範圍第8項所述特徵的、用於執行所述方法的電路佈置(結構)來實現。有利的改進方案分別是從屬申請專利範圍的主題。
根據本發明提出了一種用於確定超聲波振盪系統的工作範圍的方法，該超聲波振盪系統由發生器透過輸出部供給電能和被激勵至發生超聲波震盪，其中至少超聲波振盪系統的組成部分(優選包含在超聲波振盪系統中的超聲變換器)以及發生器的組成部分(優選輸出側的匹配網路)形成一震盪回路，所述方法的特徵在於，在發生器的輸出部上游連接一測量電路，透過所述測量電路在震盪回路上施加電壓，借助於所述測量電路至少測量震盪回路的阻抗的相位、優選阻抗的大小和相位，至少對所述阻抗的相位、優選大小和相位進行分析以用於確定工作範圍。
阻抗是複合的交流電壓和複合的交流電流的商且對本領域技術人員來說包含兩層含義：阻抗表明了正弦的交流電壓相對於正弦的交流電流的幅值的比例，以及表明了這兩個參量之間的相位差。在此，後者稱為“阻抗的相位”。
根據本發明，還提供了一種用於執行根據本發明的方法的電路佈置(結構)，所述電路佈置具有一超聲波振盪系統，該超聲波振盪系統連接在一發生器上且能由發生器透過輸出部供給電能和能被激勵至超聲波震盪，其中至少超聲波振盪系統的組成部分(優選包含在其中的超聲變換器)以及發生器的組成部分(優選輸出側的匹配網路)形 成一震盪電路，所述電路佈置的特徵在於，在發生器的輸出部上游連接有測量電路，其中能透過所述測量電路在震盪回路上施加電壓，其中借助於所述測量電路能測量震盪回路的阻抗的相位、優選阻抗的大小和相位，其中所述電路佈置還設計用於，為了確定工作範圍至少對所述阻抗的相位、優選大小和相位進行分析。
在此處說明書的上下文中，包含在超聲波振盪系統中的超聲變換器和發生器輸出側的匹配網路形成了電震盪回路。當額外地還考慮影響所述震盪回路的特性的、真正的超聲振動器或者超聲輻射器時，得到擴展的機電的震盪回路。在本說明書中，這兩個概念同義地使用且概括為“震盪回路”。
根據本發明，透過所述測量電路能在“事先掃描”類型的框架內求得超聲波振盪系統的最佳的工作範圍以及將其在控制技術上用於隨後的運行，而同時振盪系統本身“在空運行中”不必為此實質上被激勵至震盪。
在第一改進方案中，本發明設計了，測量電路與發生器內部的變壓器連接。在此，測量電路能佈置在發生器本身內。然而，另選地也可以設計為，測量電路佈置在發生器外部，以便實現移動的測量站。
尤其優選設計為，變壓器在初級側或者次級側具有感應耦合部，優選一初級側的輔助繞組，所述感應耦合部在電路技術上佈置在震盪回路和測量電路之間，以便能夠在震盪回路處執行上述的測量。最優選變壓器在初級側除了 用於真正的HF激勵信號的末級(驅控裝置)的初級繞組外，還具有一輔助繞組，該輔助繞組佈置在震盪回路和測量電路之間且該輔助繞組與所述震盪回路和測量電路在電技術上作用連接。有利地，相對於變壓器所述測量電路佈置在初級側而所述震盪回路佈置在次級側。
然而，本發明絕不局限於在所述變壓器上的感應耦合。反之，本發明設計了另一種改進方案：透過在位於發生器內部或與發生器電作用連接的其他構件，尤其是電感或者阻流圈(線圈)，上的感應耦合而施加電壓。相關地可以相應地設置根據本發明的電路佈置，即測量電路與位於發生器內部的或者與發生器電作用連接的感應部件連接，優選感應耦合。在這裏，“感應耦合”理解為透過利用相應部件的感應特性而導致的電磁的作用連接，這對本領域技術人員來說其本身是常用的。
優選，然而並非局限性地，可以形成具有運算放大器或者阻抗變換器的測量電路，隨後還將對此進行更詳細地討論。根據本發明的電路佈置(結構)的結構僅需要小的電路技術上的花費，特別是因為在商業上慣用的超聲波發生器中始終存在所提到的變壓器。
為了接收和分析所出現的信號，優選設計了，為震盪回路分配一信號處理單元和/或一資料處理單元，所述信號處理單元用於與頻率有關地讀取震盪回路阻抗的相位和大小的信號變化曲線，所述資料處理單元用於分析測得的信號變化曲線。所述資料處理單元還可以設計用於產生與 阻抗的相位成正比的直流電壓。所述資料處理單元優選設置用於，根據測得的信號變化曲線自動地識別和/或指示出工作範圍。所述信號處理單元和所述資料處理單元都可以佈置在或形成在發生器本身中。這些單元的外部的佈置也是可行的，以便實現移動的分析，其中能在發生器的相應的信號輸出部處進行調取待處理或待分析的信號。分析的一種可能性在於使用商業上慣用的示波器。
為了激勵震盪回路，本發明尤其優選地設計了：透過在位於發生器內部的變壓器上的、初級側的或次級側的感應耦合而在震盪回路上施加電壓，優選透過發生器初級側的輔助繞組來施加。在這種情況下，優選透過感應耦合在變壓器，優選變壓器的初級側的輔助繞組，上而測量阻抗的相位和/或大小。優選施加數量級在1-50V的相對較小的電壓，優選約為1-15V，最優選約為5V。在此，直接透過感應耦合部或輔助繞組而在震盪回路處或振盪系統處施加電壓，而不透過末級或相應的初級側的變壓器繞組。因此，尤其有利的是在初級側測量震盪回路的阻抗，其中所述測量僅在使用所述變壓器-輔助繞組且完全沒有末級載入的情況下進行。因此，振盪系統不像由現有技術已知的那樣被激勵至震盪。因此，無雜訊地進行測量且不會如已指出的那樣存在對操作者和儀器的危險。
此外，測量電路優選具有頻率輸入部，在所述頻率輸入部上可以施加頻率f，在該頻率f下所述測量應該借助於測量電路進行。在這種設計方案中還優選設計了，透過 變壓器初級側的輔助繞組測量或確定震盪回路的阻抗的相位和大小。為了進行測量或對於相應的信號處理和分析，優選借助於設計合適的信號處理單元在測量電路的相應的信號輸出部處調取測得的信號。該信號處理單元可以專門設計用於，為了分析目的而產生與震盪回路的阻抗的測得的相位成正比的直流電壓。
此後，所測得的或調取的信號優選被信號處理單元發送至所述資料處理單元，其中優選根據與阻抗相位成正比的直流電壓進行信號的分析，像上文提到的那樣。根據所述相位具有何種大小和/或何種符號，所述資料處理單元可以識別出，所述震盪回路或振盪系統位於其工作範圍的哪個段中。例如，阻抗相位0°(電壓和電流同相)指示了一個諧振點。因此，在預先給定的基礎頻率的序列下在掃描的過程中能識別出相應的諧振點。阻抗測量能夠識別且區分出，究竟是否連接了振盪系統(不具有振盪系統則相位恒定且相對較大)或者是否在饋線中出現了短路(相位與設定的頻率無關地一律為0°)。因此，該佈置可用於簡單的錯誤查找。
優選在超聲波儀器真正開始運轉之前進行所述掃描作為所述的經濟的事先掃描。
在本發明的相應的設計方案中，震盪回路的阻抗的測量不必利用外部的阻抗-掃描器進行，而是可以利用現有的發生器進行，這是因為在所用的超聲波發生器中始終存在所述的變壓器且僅需要在其初級側上補充一輔助繞組。
附加地或另選地，所述方法也可以用在連續工作中，以便實現連續地監控所述震盪回路以及進而連續地監控所述振盪系統。在這種情況下，所述資料處理單元優選將相應的控制信號提供給其餘的儀器、尤其是發生器，以便當所述監控指示了功能故障時，停止或者限制所述振盪系統的能量供給。在開始運轉之前或開始運轉時的損壞透過不去激勵振盪系統而避免，且阻止了雜訊負載。
1‧‧‧變壓器
2‧‧‧發生器
2a‧‧‧發生器輸出部
2b‧‧‧匹配網路
2c‧‧‧震盪回路(電的)
2d‧‧‧震盪回路(機電的)
3‧‧‧測量電路
4‧‧‧變壓器繞組
4a‧‧‧輔助繞組
5‧‧‧鐵氧體磁芯
6‧‧‧電感
7‧‧‧振盪系統/換能系統
8‧‧‧超聲變換器
8a‧‧‧超聲輻射器、超聲振動器；聲吶極
9‧‧‧末級
10‧‧‧電纜
11‧‧‧信號處理單元
12‧‧‧資料處理單元
13‧‧‧運算放大器
14‧‧‧反相的施密特觸發器
15‧‧‧電流信號
16‧‧‧電壓信號
A‧‧‧輸入部頻率
B1‧‧‧輸出部電流相位
B2‧‧‧輸出部電壓相位
C1、C2‧‧‧電容
D‧‧‧二極體
K‧‧‧節點
R1-R6‧‧‧電阻
F-I‧‧‧方法步驟
由下面參考附圖對實施例的說明得到本發明的其他細節和特徵。附圖示出：圖1示出變壓器的等效電路圖，該變壓器具有根據本發明的用於執行根據本發明的方法的電路佈置；圖2示意性示出根據本發明的電路佈置的功能電路圖；圖3示出作為根據本發明的電路佈置的一部分的、可能的測量電路的詳細的電路圖；圖4示出根據本發明的方法的設計方案的流程圖；以及圖5至7示出在根據本發明的方法的框架中當分析測量時測得的信號變化曲線的例子。
圖1中示出超聲波震盪系統的等效電路圖，根據本發 明的一實施方案，該超聲波震盪系統包括變壓器1(虛線框)，該變壓器佈置在(超聲波)發生器2內部。此外，變壓器1與測量電路3連接。初級側的變壓器繞組4透過鐵氧體磁芯5與電感(次級側的變壓器繞組)6作用連接，其中，在所示實施例中變壓器1還具有額外的初級側的輔助繞組4a。
變壓器1的次級側上的電感6與超聲變換器8電連接，所述超聲變換器8借助於電纜10連接在發生器2的輸出部2a上且和電感6以及發生器2的通常存在的匹配網路2b一起形成電震盪回路2c。超聲變換器8(例如壓電變換器)把來自發生器2的電能轉換為機械能。在超聲變換器8下游連接有真正的超聲振動器8a，其中超聲變換器8和超聲振動器8a形成了超聲波振盪系統或者說超聲波換能系統7，從而超聲振動器8a(例如超聲波切割刀)借助於超聲變換器8可被激勵至發生機械振動。電震盪回路2c的組件2b、8和超聲振動器8a一起形成了擴展的機電的震盪回路(在圖1中以附圖標記2d表示)。電能可借助於變壓器1或者說發生器2傳導至震盪回路2c、2d，其中在常規的運行中，透過末級(驅控裝置)9進行期望頻率的電激勵信號的放大，所述末級透過所述的初級側的變壓器繞組4(末級繞組)連接至變壓器1。
發生器2和此處特別地還有測量電路3為了調取震盪回路2c、2d的電信號而與信號處理單元11連接和為了進一步分析所調取的信號而與資料處理單元12連接。後者 包括合適的處理部件(如在商業上慣用的電腦中具有相應的分析軟體)，或者還有示波器。在所示實施方案中，信號處理單元11和資料處理單元12佈置在發生器2外部。
此處應該注意，本發明原則上不局限於透過初級側的輔助繞組把測量電路3耦合至變壓器1。另選地，也可以使用次級側的輔助繞組，或者，可以一般地實現測量電路至變壓器或者至另一個感應式起作用的部件(未示出)的感應耦合(參見圖2)。
圖2示出可在本發明的框架中使用的測量電路的基礎的功能電路圖。示出了已經提到的變壓器(“Trafo”)，其餘的測量電路感應耦合在所述變壓器上。該電路包括一任意設計的電流比較器和一同樣這種的電壓比較器，所述電流比較器和電壓比較器與頻率發生器連接。電流比較器提供一電流測量信號，而電壓比較器提供一電壓測量信號。兩個測量信號被輸入分析裝置中，以便確定與變壓器耦合的震盪回路(參見圖1)的阻抗的相位和/或大小。
在圖3中示出了作為根據本發明的電路佈置的一部分的測量電路3的細部電路圖，借助於所述電路佈置可以移用根據圖2的構想。該圖示出了一示例性的電路，其借助於運算放大器形成。設置了信號輸入部A，透過所述信號輸入部可在測量電路3上施加確定的頻率(參見圖2中“頻率發生器”)，要在該頻率下在震盪回路處進行測量。在(預)掃描過程中，該頻率尤其可以連續地變化。測量電路3還具有一定數量的電阻，在圖3中它們稱為R1至 R6。還設置了二極體D和電容C1、C2。測量電路3透過節點K連接至初級側的變壓器-輔助繞組4a(參見圖1)且因此與其餘的電路佈置或震盪回路在信號技術上連接。在根據圖3的電路圖中還佈置了兩個運算放大器13，其下游分別連接了反相施密特觸發器14，從而得到作為電流比較器的所謂的互阻變換器(Transimpendanzwandler)。作為電路3的測量信號或輸出信號，透過輸出部B1可調取與在震盪回路中流過的電流的相位相對應的信號以及透過輸出部B2可調取與存在於震盪回路中的電壓的相位相對應的信號。
像本領域技術人員容易知道的，本發明絕不局限於使用根據圖3的電路。在本發明的框架內可以擇一使用提供相當的測量結果的任意電路。示例性地擇一實現的具有阻抗變換器(例如AD5933或者AD5934)的電路3同樣也是可以的。
在圖4中示出了根據本發明的方法的流程圖。根據步驟F，在開始本方法之後，電壓低的測量激勵信號透過根據圖3的測量電路3的輸入部A直接供給到震盪回路2c、2d(參見圖1)，也就是說透過變壓器1的輔助繞組4a和透過發生器2的下游的組成部分供給到超聲變換器8。透過頻率輸入部A把具有(優選可變的)頻率f的測量信號輸入至電路佈置，其中僅低數值的電壓U施加在輔助繞組4a上。電壓U從約1-50V的電壓值範圍中選取且在此處描述的實施例中優選為U=5V。因為電壓透過輔 助繞組4a供給到震盪回路2c、2d，所以在末級9處不存在電壓。因此不發生透過末級9提供給超聲變換器8的激勵信號的放大。因此，震盪回路2c、2d僅在低的水準上為了測量阻抗而被激勵，而不進行明顯的電能向機械振動能的轉換。因此，也不會像透過超聲變換器8那樣可察覺地激勵振盪系統7。
在隨後的步驟G中，借助於測量電路3測量震盪回路的阻抗，其中在輸出部B1處調取電流的測量信號以及在輸出部B2上調取電壓的測量信號，參見圖2。
所述這些信號隨後在步驟H中借助於信號處理單元11接收。所述測得的和接收的信號變化曲線接著在步驟I中借助於所述資料處理單元12根據與阻抗的相位(電流和電壓之間的相位差)成正比的直流電壓被分析。為了簡單且迅速地進行分析，例如可以使用商業上慣用的示波器。
圖5至7示例性地示出了借助於示波器作為信號處理單元11和資料處理單元12對所述的信號或信號變化曲線的分析。
分別地，第一條線15屬於對電壓信號的分析，而第二條線16屬於電流信號。在此可以觀察到信號15、16的過零點之間的各自的相對相位位置。與時間差Dt相對應的相對相位位置說明了，將達到振盪系統的工作範圍內的哪個點，是否存在短路或者振盪系統7或所屬的超聲變換器8(參見圖1)究竟是否連接。為此也可以觀察符號。 例如，在串聯諧振和並聯諧振的諧振點之間的範圍(工作範圍)內阻抗的相位應該指示出正號和與零不同的值，其中，電流趕在電壓之前(參見圖7)。在串聯諧振下方可預料得到具有不等於零的值的負相位。在並聯諧振上方同樣應該能測量到具有負號的相位以及不等於零的值(參見圖6)。當相位與頻率無關地一律等於0°時，出現短路；當相位的值不等於零且與頻率無關地一律為負號時，振盪系統7可能故障或者錯誤地連接(所謂的“開端”)。
透過所示的分析(其優選透過根據圖1的元件11、12執行且其結果隨後在控制技術上或在調節技術上可以反作用在根據圖1的整個系統的運行上)可以確定相應的相位(電流、電壓)的值並由此求得震盪回路2c、2d(參見圖1)的阻抗的相位。借助於調整頻率範圍以及相應地施加所提到的測量電壓U，求得諧振點的位置，隨後可以透過經濟的方式確定振盪系統7的工作範圍並將其用於控制儀器。
為此，圖5示出了一個在震盪回路的並聯諧振或串聯諧振的點處進行分析的例子。阻抗的相位，對應於信號15、16的過零點的時間差Dt，基本上精確地指示了0°。相位的值在諧振點中應該始終為零。在按規定連接的振盪系統中，該狀態在工作範圍上或在其邊緣處出現了兩次。
圖6示例性示出了下述這種情況，即電壓信號15趕在電流信號16之前(負相位)。在串聯諧振之下和在並聯諧振之上可預料得到具有不等於0°的值的這種負相位。
在圖7中示出了對串聯諧振和並聯諧振之間的頻率範圍(工作範圍)的測量。在此，所述相位在正號時具有>0°的值，這表示電流16趕在電壓15之前。
當在所有頻率上一律測得根據圖5的信號時，存在短路的情況，其中與所選頻率無關地測得約為0°的相位。對於頻率在所使用的震盪回路的串聯諧振之下或並聯諧振之上的情況，對工作的震盪回路自身來說，應該檢測到具有不等於零的值的負相位(參見圖6)；而在諧振位置之間是不等於零的正相位(參見圖7)
與之相比，圖6示出當與所選頻率無關地在頻率特性/頻率回應上測得小於0°的相位時，完全故障的振盪系統的情況。而對正確連接的振盪系統來說，所有根據圖5至7的測量狀態出現至少一次。

Claims (13)

  1. 一種用於確定超聲波振盪系統(7)的工作範圍的方法，該超聲波振盪系統(7)由發生器(2)透過輸出部(2a)供電和被激勵至超聲波震盪，其中，至少該超聲波振盪系統(7)的組成部分，優選包含在該超聲波振盪系統中的超聲變換器(8)，以及該發生器(2)的組成部分，優選輸出側的匹配網路(2b)，形成一震盪回路(2c、2d)，其中，在該發生器(2)的輸出部(2a)上游連接一測量電路(3)，透過該測量電路(3)在該震盪回路上施加一電壓(U)，借助該測量電路(3)至少測量該震盪回路的阻抗的相位、優選阻抗的大小和相位，以及至少對該阻抗的相位，優選阻抗的大小和相位，進行分析以用於確定工作範圍，其中，該測量電路(3)為事先掃描類型，並且其中，該測量電路(3)佈置在該發生器本身內或佈置在該發生器外部。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，透過位於該發生器(2)內部的或與該發生器(2)電作用連接的感應耦合部，尤其是電感或者阻流圈，而施加該電壓(U)。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的方法，其 中，透過在初級側或次級側感應耦合在該發生器(2)內部的變壓器(1)上而在該震盪回路上施加該電壓(U)，優選透過該發生器(2)的初級側的輔助繞組(4a)進行該施加。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的方法，其中，透過感應耦合部，優選該變壓器(1)的初級側的輔助繞組(4a)，測量該阻抗的相位和/或大小。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所施加的電壓(U)的數量級為1-50V，優選為1-15V，最優選為5V。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，為了確定所述工作範圍，借助於信號處理單元(11)在該測量電路(3)的信號輸出部(B1、B2)處調取借助測量電路(3)測得的信號。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的方法，其中，由該信號處理單元(11)將所測得的信號發送至資料處理單元(12)，在該資料處理單元中借助與該阻抗的相位成正比的直流電壓實現對該信號的分析。
  8. 一種用於執行根據申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述方法的電路佈置，該電路佈置具有一超聲波振盪系統(7)，該超聲波振盪系統(7)連接在一發生器上，能由該發生器(2)透過輸出部(2a)供電和能被激勵至超聲波震盪，其中，至少該超聲波振盪系統(7)的組成部分，優選包含在超聲波振盪系統中的超聲變換器 (8)，以及該發生器(2)的組成部分，優選輸出側的匹配網路(2b)，形成一震盪回路(2c、2d)，其中，在該發生器(2)的輸出部(2a)上游連接有測量電路(3)，其中，透過該測量電路(3)能在該震盪回路(2c、2d)上施加一電壓(U)，其中，能借助於該測量電路(3)測量該震盪回路(2c、2d)的阻抗的相位、優選阻抗的大小和相位，其中，該電路佈置還設計用於，為了確定工作範圍而至少對該阻抗的相位，優選阻抗的大小和相位，進行分析。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的電路佈置，其中，該測量電路(3)與位於該發生器(2)內部的或與該發生器(2)電作用連接的感應部件或變壓器(1)相連接，優選感應耦合。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的電路佈置，其中，該變壓器(1)在初級側或者次級側具有感應耦合部，優選初級側的輔助繞組(4a)，該感應耦合部在電路技術上佈置在震盪回路(2c、2d)和測量電路(3)之間。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述的電路佈置，其中，相對於該變壓器(1)在初級側佈置該測量電路(3)而在次級側佈置該震盪回路(2c、2d)。
  12. 根據申請專利範圍第8項所述的電路佈置，其中，該震盪回路(2c、2d)分配有一信號處理單元(11)，該信號處理單元用於讀取由該測量電路(3)提 供的、所測得的參量的信號變化曲線，該信號處理單元(11)優選設計用於產生與該阻抗的相位成正比的直流電壓。
  13. 根據申請專利範圍第8項所述的電路佈置，其中，該震盪回路(2c、2d)分配有一資料處理單元(12)，該資料處理單元用於分析所測得的信號變化曲線，該資料處理單元(12)設置用於，根據所測得的信號變化曲線，優選自動地、最優選為了產生用於發生器(2)的控制或調節信號而，識別和/或指示出該工作範圍。
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