声波生物处理的超声波频率检测方法

申请号 CN201510756328.0 申请日 2015-11-09 公开(公告)号 CN105281590B 公开(公告)日 2017-09-19
申请人 江南大学; 发明人 屈百达;
摘要 一种 超 声波 生物 处理运行的执行终端 超声波 频率 检测方法,它是在超声波电源的输出 变压器 副边,增设绕制 电压 检测线圈,用以检测电压频率;对谐振电感器增设副边,在该副边绕制 电流 检测线圈,用以检测电流频率。电压检测线圈的同名端和异名端分别作为电压 信号 接线 端子 和电压信号始端接线端子,接入检测 信号处理 电路 。电流检测线圈的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子和电流信号始端接线端子,接入检测信号处理电路。经检测信号处理电路产生电流 波形 上升沿过零脉冲信号,再经处理产生电流周期信号输出,由 数字信号 处理芯片DSP的数字信号处理功能,计算出超声波频率数据输出,并进行控制处理。
权利要求

1.一种声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:
利用系统的功率匹配输出单元和DSP反馈控制电路的部分功能;
在超声波电源的输出变压器副边,增设绕制电压检测线圈Wv,用以检测电压频率;对谐振电感器增设副边,在该副边绕制电流检测线圈Wi,用以检测电流频率;电压检测线圈Wv的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子Tv和电压信号始端接线端子Tv0,接入检测信号处理电路SP;电流检测线圈Wi的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子Ti和电流信号始端接线端子Ti0,接入检测信号处理电路SP;
检测信号处理电路为以MAX9382型鉴相器芯片IC1为核心的鉴相电路;电压信号接线端子Tv通过电压信号耦合电阻Rv连接到鉴相器芯片IC1的7脚,电压信号始端接线端子Tv0接地;
电压信号反相限幅二极管Dv1和电压信号正相限幅二极管Dv2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的7脚与地之间;电流信号接线端子Ti通过电流信号耦合电阻Ri连接到鉴相器芯片IC1的6脚,电流信号始端接线端子Ti0接地;电流信号反相限幅二极管Di1与电流信号正相限幅二极管Di2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的6脚与地之间;鉴相器芯片IC1的8脚连接到DC5V工作电源正极接线端E;鉴相器芯片IC1的1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输出端,连接到D触发器芯片IC2的3脚;D触发器芯片IC2的1脚作为电流波形一个周期长度的脉宽信号输出端,连接到数字信号处理芯片DSP的PA3引脚,由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能,按所测电流频率fi=1/PA3信号脉宽的关系来计算超声波频率,并进行控制处理。
2.根据权利要求1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:
整个超声波生物处理系统由工作电源电路组、斩波调功电路、正弦波信号产生单元、PWM驱动单元、PWM电路、功率匹配输出单元、频带切换电路、频带匹配、换能网络、超声波生物处理终端、DSP反馈控制电路、人-机交互终端和人-机交互终端组成;
检测信号处理电路为以MAX9382型鉴相器芯片IC1和CD4013型D触发器芯片IC2为核心的鉴相电路;电压信号接线端子Tv通过电压信号耦合电阻Rv连接到鉴相器芯片IC1的7脚,电压信号始端接线端子Tv0接地;电压信号反相限幅二极管Dv1和电压信号正相限幅二极管Dv2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的7脚与地之间;电流信号接线端子Ti通过电流信号耦合电阻Ri连接到鉴相器芯片IC1的6脚,电流信号始端接线端子Ti0接地;电流信号反相限幅二极管Di1与电流信号正相限幅二极管Di2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的6脚与地之间;鉴相器芯片IC1的8脚连接到DC5V工作电源正极接线端E;鉴相器芯片IC1的1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输出端,连接到D触发器芯片IC2的3脚;D触发器芯片IC2的1脚作为电流波形一个周期长度的脉宽信号输出端,连接到数字信号处理芯片DSP的PA3引脚,由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能,按频率fi=1/两PA2信号上升沿间隔时间的关系来计算所测电流频率,并进行控制处理;D触发器芯片IC2的2脚与D触发器芯片IC2的5脚连接;D触发器芯片IC2的4脚6脚和7脚均接地;D触发器芯片IC2的14脚连接到DC5V工作电源正极接线端E。
3.根据权利要求1或根据权利要求2所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:数字信号处理芯片DSP对检测信号处理电路送入的脉宽信号进行数字处理;首先读取引脚PA3获得的信号脉宽,然后按所测电流频率fi=1/PA3信号脉宽的关系,来计算等值的超声波频率,并送出该频率数据。
4.根据权利要求1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:
输出变压器由变压器原边绕组W1、输出变压器原边绕组始端接线端子TP0、输出变压器原边绕组终端接线端子TP、变压器副边绕组W2、功率匹配输出始端接线端子TO0、功率匹配输出第一路接线端子TO1、功率匹配输出第二路接线端子TO2、…、功率匹配输出第十路接线端子TO10、电压检测线圈Wv、电压信号接线端子Tv、电压信号始端接线端子Tv0、磁芯MC、原边绕组骨架Fr1、副边绕组骨架Fr2构成;磁芯MC采用MXO-2000型号E形结构;
在磁芯MC的芯柱上,紧套原边绕组骨架Fr1;在原边绕组骨架Fr1的大环槽内,分层隔衬平绕变压器原边绕组W1;变压器原边绕组W1的异名端通过输出变压器原边绕组始端接线端子TP0引出,变压器原边绕组W1的同名端通过输出变压器原边绕组终端接线端子TP引出;在原边绕组骨架Fr1的小环槽内,绕有电压检测线圈Wv;电压检测线圈Wv的异名端通过电压信号始端接线端子Tv0引出,电压检测线圈Wv的同名端通过电压信号接线端子Tv引出;
原边绕组骨架Fr1外围,紧套副边绕组骨架Fr2;在副边绕组骨架Fr2的环槽内,分层隔衬平绕变压器副边绕组W2;变压器副边绕组W2的异名端通过功率匹配输出始端接线端子TO0引出,变压器副边绕组W2的第一抽头通过功率匹配输出第一路接线端子TO1引出,变压器副边绕组W2的第二抽头通过功率匹配输出第二路接线端子TO2引出,……,变压器副边绕组W2的同名端通过功率匹配输出第十路接线端子TO10引出;
输出变压器整体以绝缘漆浸渍、充实、紧固。
5.根据权利要求1或根据权利要求3所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:变压器副边绕组骨架为由上、下两端的副边绕组骨架侧壁SW2与中柱的副边绕组骨架筒壁WP2构成的内腔筒-外环槽形结构,采用ABS材料注塑成型;其上、下两端副边绕组骨架侧壁SW2和副边绕组骨架筒壁WP2均制有均匀分布的浸漆孔Ho;在上端副边绕组骨架侧壁SW2的腔筒短边一侧,并排镶嵌有功率匹配输出始端接线端子TO0、功率匹配输出第一路接线端子TO1、功率匹配输出第二路接线端子TO2、……、功率匹配输出第十路接线端子TO10。
6.根据权利要求1或根据权利要求3所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:变压器原边绕组骨架为由上、下两端的原边绕组骨架侧壁SW1与中柱的原边绕组骨架筒壁WP1、原边绕组骨架间壁MW构成的内腔筒-外双环槽形结构,采用ABS材料注塑成型;其上、下两端原边绕组骨架侧壁SW1、原边绕组骨架间壁MW和原边绕组骨架筒壁WP1均制有均匀分布的浸漆孔Ho;在上端原边绕组骨架侧壁SW1的腔筒短边与功率匹配输出各路接线端子TO0~TO10相对一侧,并排镶嵌有原边绕组始端接线端子TP0和输出变压器原边绕组终端接线端子TP;在下端原边绕组骨架侧壁SW1的腔筒短边与输出变压器原边绕组接线端子TP0、TP相同一侧,并排镶嵌有电压信号始端接线端子Tv0和电压信号接线端子Tv。
7.根据权利要求1所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:
谐振电感器由电感线圈WL、电流检测线圈Wi、电流信号接线端子Ti、电流信号始端接线端子Ti0、电感线圈始端接线端子TL0、电感线圈第一路接线端子TL1、电感线圈第二路接线端子TL2、…、电感线圈第十路接线端子TL10、电感线圈骨架FrL、电感线圈磁芯MCL构成;
在电感线圈磁芯MCL的芯柱上,电感线圈骨架FrL;在电感线圈骨架FrL的大环槽内,分层隔衬平绕电感线圈WL;电感线圈WL的异名端通过电感线圈始端接线端子TL0引出,电感线圈WL的第一抽头通过电感线圈第一路接线端子TL1引出,电感线圈WL的第二抽头通过电感线圈第二路接线端子TL2引出,……,电感线圈WL的同名端通过电感线圈第十路接线端子TL10引出;
在电感线圈骨架FrL的小环槽内,绕有电流检测线圈Wi;电流检测线圈Wi的异名端通过电流信号始端接线端子Ti0引出,电流检测线圈Wi的同名端通过电流信号接线端子Ti引出;
谐振电感器整体以绝缘漆浸渍、充实、紧固。
8.根据权利要求1或根据权利要求7所述的超声波生物处理的超声波频率检测方法,其特征是:谐振电感线圈骨架为由上、下两端的线圈骨架侧壁SWL与中柱的线圈骨架筒壁WPL、线圈骨架间壁MW构成的内腔筒-外双环槽形结构,采用ABS材料注塑成型;其上、下两端线圈骨架侧壁SWL和线圈骨架筒壁WPL均制有均匀分布的浸漆孔Ho;在上端线圈骨架侧壁SWL的腔筒短边一侧,并排镶嵌有电感线圈始端接线端子TL0、电感线圈第一路接线端子TL1、电感线圈第二路接线端子TL2、……、电感线圈第十路接线端子TL10;在下端线圈骨架侧壁SWL的腔筒短边与电感线圈各路接线端子TL0~TL10相对一侧,并排镶嵌有流信号始端接线端子Ti0和电流信号接线端子Ti。

说明书全文

声波生物处理的超声波频率检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种超声波生物处理运行的执行终端超声波频率检测方法。

背景技术

[0002] 超声波对对象的处理速率与超声波频率高度相关,超声波频率不同,处理效率大不相同;而且,处理对象的生物细胞种类更与超声波频率高度相关,不同的生物细胞,对不同频率超声波的敏感性大不相同。这就造成了现有超声波生物处理方法的初次超声波频率确定的盲目性,进而,对额外进行超声波频率分析、确定形成依赖性。实际工作过程是:利用某生物细胞在不同频率下的处理情况,进行分频带对照、分析确定,得到有关数据;在以后的工作中,沿用该特定对象的数据,经验地确定适合的超声波频率。这已是习惯做法。本质上,这样的方法并不能保证所工作的超声波频率就是对对象高效的最佳频率,也不能对不同的对象进行精确的精细频率调整,积累的经验也就不是最佳工艺的;加之,该方法不仅在初期大量耗费人、财力、物力,而且在沿用期也经常地要求观察、调整和维护。
[0003] 鉴于此,有必要研发一种新的高效策略,使超声波生物处理工作不再沿用先经分频带对照、分析确定超声波频率,再经验地确定所需频率的低效做法,而是将确定所需频率的过程最大限度地高效、自动化进行。解决该类问题的高效方案是超声波生物处理频率搜索控制的一体化结构,而一体化结构的最困难问题是宽频带换能匹配技术,即随着搜索频率变化,在若干不同中心频率的宽频带振板与驱动电源之间,如何实现谐振网络的频带搜索换能匹配。对于这样复杂的匹配结构,控制是个更复杂而不可回避的问题,而取得频率反馈信号又是控制的首要问题。进而,执行终端的超声波频率检测,就成为关键和亟待解决的难题。不同于单一频率超声波执行终端的频率检测,超声波生物处理频率搜索控制一体化系统的频率检测需要在动态执行终端上进行。因此,必需研发一种非常规的,适合该不断切换过程的系统的检测方法。

发明内容

[0004] 为使超声波生物处理过程的可测、可控,实现生物-机-电一体化处理系统中的宽频带搜索、控制,本发明提出一种超声波生物处理运行的执行终端超声波频率检测方法,它是在超声波电源的输出变压器副边,增设绕制电压检测线圈,用以检测电压频率;对谐振电感器增设副边,在该副边绕制电流检测线圈,用以检测电流频率。电压检测线圈的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子和电压信号始端接线端子,接入检测信号处理电路。电流检测线圈的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子和电流信号始端接线端子,接入检测信号处理电路。经检测信号处理电路产生电流波形上升沿过零脉冲信号,再经处理产生电流周期信号输出,由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能,计算出超声波频率数据输出,并进行控制处理。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] 利用系统的功率匹配输出单元和DSP反馈控制电路的部分功能。
[0007] 在超声波电源的输出变压器副边,增设绕制电压检测线圈Wv,用以检测电压频率;对谐振电感器增设副边,在该副边绕制电流检测线圈Wi,用以检测电流频率。电压检测线圈Wv的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子Tv和电压信号始端接线端子Tv0,接入检测信号处理电路SP。电流检测线圈Wi的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子Ti和电流信号始端接线端子Ti0,接入检测信号处理电路SP。
[0008] 检测信号处理电路为以MAX9382型鉴相器芯片IC1为核心的鉴相电路。电压信号接线端子Tv通过电压信号耦合电阻Rv连接到鉴相器芯片IC1的7脚,电压信号始端接线端子Tv0接地;电压信号反相限幅二极管Dv1和电压信号正相限幅二极管Dv2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的7脚与地之间。电流信号接线端子Ti通过电流信号耦合电阻Ri连接到鉴相器芯片IC1的6脚,电流信号始端接线端子Ti0接地;电流信号反相限幅二极管Di1与电流信号正相限幅二极管Di2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的6脚与地之间。鉴相器芯片IC1的8脚连接到DC5V工作电源正极接线端E。鉴相器芯片IC1的1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输出端,连接到D触发器芯片IC2的3脚。D触发器芯片IC2的1脚作为电流波形一个周期长度的脉宽信号输出端,连接到数字信号处理芯片DSP的PA3引脚,由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能,按所测电流频率fi=1/PA3信号脉宽的关系来计算超声波频率,并进行控制处理。
[0009] 本发明的有益效果是:采用输出变压器增设绕制电压检测线圈和谐振电感器增设副边绕制电流检测线圈方式,提高了输出变压器和电感线圈的效用/体积比,进而解决了对多抽头输出变压器和电感线圈进行一点电压、电流检测的难题,进而减少了机体空间占用,大大提高了检测点利用率。附图说明
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 图1是本发明实施例的系统控制功能结构框图
[0012] 图2是本实施例的切换执行单元电路结构图
[0013] 图3是本实施例的电流、电压检测主电路结构图。
[0014] 图4是本实施例的检测信号处理电路结构图。
[0015] 图5是检测信号DSP处理流程图
[0016] 图6是输出变压器实施例的结构主视图。
[0017] 图7是输出变压器结构半剖左视图。
[0018] 图8是输出变压器副边绕组骨架结构俯视图。
[0019] 图9是输出变压器副边绕组骨架结构半剖左视图。
[0020] 图10是变压器原边绕组骨架结构半剖视图。
[0021] 图11是谐振电感器实施例的结构主视图。
[0022] 图12是谐振电感器结构半剖左视图。
[0023] 图13是谐振电感线圈骨架结构半剖视图。
[0024] 在图1~6中:1.工作电源电路组,2.斩波调功电路,3.正弦波信号产生单元,4.PWM驱动单元,5.PWM电路,6.功率匹配输出单元,7.频带切换电路,8.频带匹配、换能网络,9.超声波生物处理终端,10.DSP反馈控制电路,11.人-机交互终端;Dr为PWM驱动信号,TO0为功率匹配输出始端接线端子,TO1为功率匹配输出第一路接线端子,TO2为功率匹配输出第二路接线端子,…,TO10为功率匹配输出第十路接线端子;TZ1为第一路振板第一接线端子,TZ2为第二路振板第一接线端子,…,TZ10为第十路振板第一接线端子;PC为功率控制信号,MC为间歇控制信号,FC为频率控制信号,FT为频带切换控制数据,其中F1为第一频带切换信号,F2为第二频带切换信号,…,F10为第十频带切换信号;v为电压反馈信号,i为电流反馈信号,De为浓度反馈信号,K为系统启动信号,M为模式给定参数,F为频率给定参数,P为功率给定参数,FS为频率状态数据,PS为功率状态数据,Ef为效率状态数据。
[0025] 在图2~13中:PS为超声波电源单元,TP0为输出变压器原边绕组始端接线端子,TP为输出变压器原边绕组终端接线端子;J1-1为第一路切换执行继电器常开接点,J2-1为第二路切换执行继电器常开接点,…,J10-1为第十路切换执行继电器常开接点;TZ1为匹配网络第一路振板接线端子,TZ2为匹配网络第二路振板接线端子,…,TZ10为匹配网络第十路振板接线端子;Z1为第一路振板,Z2为第二路振板,…,Z10为第十路振板;TL0为电感线圈始端接线端子,TL1为电感线圈第一路接线端子,TL2为电感线圈第二路接线端子,…,TL10为电感线圈第十路接线端子。W1为变压器原边绕组,W2为变压器副边绕组,Wv为电压检测线圈,WL为电感线圈,Wi为电流检测线圈;Tv为电压信号接线端子,Tv0为电压信号始端接线端子;Ti为电流信号接线端子,Ti0为电流信号始端接线端子;SP为检测信号处理电路。
[0026] 在图4中:Rv为电压信号耦合电阻,Ri为电流信号耦合电阻,Dv1为电压信号反相二极管,Dv2为电压信号正相限幅二极管,Di1为电流信号反相限幅二极管,Di2为电流信号正相限幅二极管,E为DC5V工作电源正极接线端,IC1为鉴相器芯片,IC2为D触发器芯片。
[0027] 在图6~13中:Fr1为原边绕组骨架,MC为磁芯,Fr2为副边绕组骨架,Ho为浸漆孔,FrL为电感线圈骨架,MCL为电感线圈磁芯。
[0028] 在图7~13中:SW1为原边绕组骨架侧壁,Ho为浸漆孔,WP1为原边绕组骨架筒壁;SW2为副边绕组骨架侧壁,MW为副边绕组骨架间壁,WP2为副边绕组骨架筒壁。

具体实施方式

[0029] 在图1所示的系统控制功能结构框图中:
[0030] 整个系统由工作电源电路组1、斩波调功电路2、正弦波信号产生单元3、PWM驱动单元4、PWM电路5、功率匹配输出单元6、频带切换电路7、频带匹配、换能网络8、超声波生物处理终端9、DSP反馈控制电路10、人-机交互终端11和人-机交互终端11组成。
[0031] 工作电源电路组1的交流输入端口连接到~220V市电接入工作网络;工作电源电路组1的DC250V输出端口与斩波调功电路2的电源输入端口对应连接;工作电源电路组1的DC15V输出端口同时与正弦波信号产生单元3、PWM驱动单元4、频带切换电路和人-机交互终端11的DC15V工作电源端口对应连接;工作电源电路组1的DC5V输出端口同时与超声波生物处理终端9、DSP反馈控制电路10和人-机交互终端11的DC5V工作电源端口对应连接。
[0032] 斩波调功电路2的电源输出端口与PWM电路5的工作电源端口对应连接;正弦波信号产生单元3的信号输出端口与PWM驱动单元4的信号输入端口对应连接;PWM驱动单元4的信号输出端口与PWM电路5的控制信号输入端口对应连接,将PWM驱动信号Dr送入PWM电路5;PWM电路5的功率输出端口与功率匹配输出单元6的功率输入端口对应连接。
[0033] 功率匹配输出单元6由超声波电源的输出变压器构成。功率匹配输出单元6的功率输出端口通过电压检测网络连接到DSP反馈控制电路10的电压反馈信号输入端口对应端,将电压反馈信号v送入DSP反馈控制电路10;功率匹配输出单元6的功率匹配输出始端接线端子TO0连接到频带匹配、换能网络8的电感线圈始端接线端子TL0;功率匹配输出单元6功率输出端口的第一级输出端、第二级输出端、…、第十级输出端分别通过功率匹配输出第一路接线端子TO1、功率匹配输出第二路接线端子TO2、…、功率匹配输出第十路接线端子TO10连接到频带切换电路7的进线对应接线端子;频带切换电路7的出线对应接线端子分别连接到频带匹配、换能网络8的第一路振板第一接线端子TZ1、第二路振板第一接线端子TZ2、…、第十路振板第一接线端子TZ10。
[0034] 频带匹配、换能网络8的內浸式振板结构与处理液浓度检测装置装配于超声波生物处理槽内,构成超声波生物处理终端9。超声波生物处理终端9通过处理液浓度检测装置连接到DSP反馈控制电路10,将浓度反馈信号De送入DSP反馈控制电路10。
[0035] DSP反馈控制电路10通过切换数据接口的对应频带接线端连接到频带切换电路7,将频带切换控制数据FT,即其中的第一频带切换信号F1、第二频带切换信号F2、…、第十频带切换信号F10同时送入频带切换电路7;DSP反馈控制电路10的频率控制信号输出接线端连接到正弦波信号产生单元3的频率控制信号输入接线端,将频率控制信号FC送入正弦波信号产生单元3;DSP反馈控制电路10的功率控制信号输出接线端和间歇控制信号输出接线端分别连接到斩波调功电路2的功率控制信号输入接线端和间歇控制信号输入接线端,将功率控制信号FC和间歇控制信号MC为送入斩波调功电路2。DSP反馈控制电路10通过相应数据接口与人-机交互终端11构成数据连接,将频率状态数据FS、功率状态数据FC和效率状态数据Ef送入人-机交互终端11。
[0036] 人-机交互终端11通过相应数据接口与DSP反馈控制电路10构成数据连接,将功率给定参数P、模式给定参数M和频率给定参数F的设置值送入DSP反馈控制电路10;人-机交互终端11通过相应信号接口与DSP反馈控制电路10构成信号连接,将系统启动信号K送入DSP反馈控制电路10。
[0037] 在图2所示的切换执行单元电路结构图和图3所示的本实施例的电流、电压检测主电路结构图中:
[0038] 第一路切换信号耦合电阻R1的一端连接到第一频带切换信号接线端TF1,另一端与第一路开关晶体管T1的基极连接;第一路开关晶体管T1的集电极连接到DC15V工作电源正极接线端E,第一路开关晶体管T1的发射极连接到第一路切换执行继电器电磁线圈J1的一端;第一路切换执行继电器电磁线圈J1的另一端接地;第一路切换执行继电器常开接点J1-1进线端连接到功率匹配输出第一路接线端子TO1,第一路切换执行继电器常开接点J1-1出线端连接到第一路振板Z1的第一路振板第一接线端子TZ1;第一路振板Z1的第一路振板第二接线端子连接到电感线圈第一路接线端子TL1。
[0039] 第二路切换信号耦合电阻R2的一端连接到第二频带切换信号接线端TF2,另一端与第二路开关晶体管T2的基极连接;第二路开关晶体管T2的集电极连接到DC15V工作电源正极接线端E,第二路开关晶体管T2的发射极连接到第二路切换执行继电器电磁线圈J2的一端;第二路切换执行继电器电磁线圈J2的另一端接地;第二路切换执行继电器常开接点J2-1进线端连接到功率匹配输出第二路接线端子TO2,第二路切换执行继电器常开接点J2-1出线端连接到第二路振板Z2的第二路振板第一接线端子TZ2;第二路振板Z2的第二路振板第二接线端子连接到电感线圈第二路接线端子TL2。
[0040] ……
[0041] 第十路切换信号耦合电阻R10的一端连接到第十频带切换信号接线端TF10,另一端与第十路开关晶体管T10的基极连接;第十路开关晶体管T10的集电极连接到DC15V工作电源正极接线端E,第十路开关晶体管T10的发射极连接到第十路切换执行继电器电磁线圈J10的一端;第十路切换执行继电器电磁线圈J10的另一端接地;第十路切换执行继电器常开接点J10-1进线端连接到功率匹配输出第十路接线端子TO10,第十路切换执行继电器常开接点J10-1出线端连接到第十路振板Z10的第十路振板第十接线端子TZ10;第十路振板Z10的第十路振板第二接线端子连接到电感线圈第十路接线端子TL10。
[0042] 频带匹配、换能网络8的电感线圈始端接线端子TL0连接到功率匹配输出单元6的功率匹配输出始端接线端子TO0。
[0043] 在图3所示的本实施例的电流、电压检测主电路结构图、图5、6所示的输出变压器实施例结构视图和图9、10所示的谐振电感器实施例结构视图中:在超声波电源的输出变压器副边,增设绕制电压检测线圈Wv,用以检测电压频率;对谐振电感器增设副边,在该副边绕制电流检测线圈Wi,用以检测电流频率。电压检测线圈Wv的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子Tv和电压信号始端接线端子Tv0,接入检测信号处理电路SP。电流检测线圈Wi的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子Ti和电流信号始端接线端子Ti0,接入检测信号处理电路SP。
[0044] 在图4所示的本实施例的检测信号处理电路结构图中:检测信号处理电路为以MAX9382型鉴相器芯片IC1和CD4013型D触发器芯片IC2为核心的鉴相电路。电压信号接线端子Tv通过电压信号耦合电阻Rv连接到鉴相器芯片IC1的7脚,电压信号始端接线端子Tv0接地;电压信号反相限幅二极管Dv1和电压信号正相限幅二极管Dv2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的7脚与地之间。电流信号接线端子Ti通过电流信号耦合电阻Ri连接到鉴相器芯片IC1的6脚,电流信号始端接线端子Ti0接地;电流信号反相限幅二极管Di1与电流信号正相限幅二极管Di2构成反并联支路,跨接在鉴相器芯片IC1的6脚与地之间。鉴相器芯片IC1的8脚连接到DC5V工作电源正极接线端E。鉴相器芯片IC1的1脚作为电流波形上升沿过零脉冲信号输出端,连接到D触发器芯片IC2的3脚。D触发器芯片IC2的1脚作为电流波形一个周期长度的脉宽信号输出端,连接到数字信号处理芯片DSP的PA3引脚,由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能,按频率fi=1/两PA2信号上升沿间隔时间的关系来计算所测电流频率,并进行控制处理。D触发器芯片IC2的2脚与D触发器芯片IC2的5脚连接;D触发器芯片IC2的4脚6脚和7脚均接地;D触发器芯片IC2的14脚连接到DC5V工作电源正极接线端E。
[0045] 在图5所示的检测信号DSP处理流程图中:数字信号处理芯片DSP对检测信号处理电路送入的脉宽信号进行数字处理。首先读取引脚PA3获得的信号脉宽,然后按所测电流频率fi=1/PA3信号脉宽的关系,来计算等值的超声波频率,并送出该频率数据。
[0046] 在图6、7所示的输出变压器实施例结构视图中:
[0047] 输出变压器由变压器原边绕组W1、输出变压器原边绕组始端接线端子TP0、输出变压器原边绕组终端接线端子TP、变压器副边绕组W2、功率匹配输出始端接线端子TO0、功率匹配输出第一路接线端子TO1、功率匹配输出第二路接线端子TO2、…、功率匹配输出第十路接线端子TO10、电压检测线圈Wv、电压信号接线端子Tv、电压信号始端接线端子Tv0、磁芯MC、原边绕组骨架Fr1、副边绕组骨架Fr2构成。磁芯MC采用MXO-2000型号E形结构。
[0048] 在磁芯MC的芯柱上,紧套原边绕组骨架Fr1。在原边绕组骨架Fr1的大环槽内,分层隔衬平绕变压器原边绕组W1。变压器原边绕组W1的异名端通过输出变压器原边绕组始端接线端子TP0引出,变压器原边绕组W1的同名端通过输出变压器原边绕组终端接线端子TP引出。在原边绕组骨架Fr1的小环槽内,绕有电压检测线圈Wv。电压检测线圈Wv的异名端通过电压信号始端接线端子Tv0引出,电压检测线圈Wv的同名端通过电压信号接线端子Tv引出。
[0049] 原边绕组骨架Fr1外围,紧套副边绕组骨架Fr2。在副边绕组骨架Fr2的环槽内,分层隔衬平绕变压器副边绕组W2。变压器副边绕组W2的异名端通过功率匹配输出始端接线端子TO0引出,变压器副边绕组W2的第一抽头通过功率匹配输出第一路接线端子TO1引出,变压器副边绕组W2的第二抽头通过功率匹配输出第二路接线端子TO2引出,……,变压器副边绕组W2的同名端通过功率匹配输出第十路接线端子TO10引出。
[0050] 输出变压器整体以绝缘漆浸渍、充实、紧固。
[0051] 在图8、9所示的输出变压器副边绕组骨架结构视图中:副边绕组骨架为由上、下两端的副边绕组骨架侧壁SW2与中柱的副边绕组骨架筒壁WP2构成的内腔筒-外环槽形结构,采用ABS材料注塑成型。其上、下两端副边绕组骨架侧壁SW2和副边绕组骨架筒壁WP2均制有均匀分布的浸漆孔Ho;在上端副边绕组骨架侧壁SW2的腔筒短边一侧,并排镶嵌有功率匹配输出始端接线端子TO0、功率匹配输出第一路接线端子TO1、功率匹配输出第二路接线端子TO2、……、功率匹配输出第十路接线端子TO10。
[0052] 在图10是变压器原边绕组骨架结构半剖视图中:原边绕组骨架为由上、下两端的原边绕组骨架侧壁SW1与中柱的原边绕组骨架筒壁WP1、原边绕组骨架间壁MW构成的内腔筒-外双环槽形结构,采用ABS材料注塑成型。其上、下两端原边绕组骨架侧壁SW1、原边绕组骨架间壁MW和原边绕组骨架筒壁WP1均制有均匀分布的浸漆孔Ho。在上端原边绕组骨架侧壁SW1的腔筒短边与功率匹配输出各路接线端子TO0~TO10相对一侧,并排镶嵌有原边绕组始端接线端子TP0和输出变压器原边绕组终端接线端子TP;在下端原边绕组骨架侧壁SW1的腔筒短边与输出变压器原边绕组接线端子TP0、TP相同一侧,并排镶嵌有电压信号始端接线端子Tv0和电压信号接线端子Tv。
[0053] 图11、12所示的谐振电感器实施例结构视图中:
[0054] 谐振电感器由电感线圈WL、电流检测线圈Wi、电流信号接线端子Ti、电流信号始端接线端子Ti0、电感线圈始端接线端子TL0、电感线圈第一路接线端子TL1、电感线圈第二路接线端子TL2、…、电感线圈第十路接线端子TL10、电感线圈骨架FrL、电感线圈磁芯MCL构成。
[0055] 在电感线圈磁芯MCL的芯柱上,电感线圈骨架FrL。在电感线圈骨架FrL的大环槽内,分层隔衬平绕电感线圈WL。电感线圈WL的异名端通过电感线圈始端接线端子TL0引出,电感线圈WL的第一抽头通过电感线圈第一路接线端子TL1引出,电感线圈WL的第二抽头通过电感线圈第二路接线端子TL2引出,……,电感线圈WL的同名端通过电感线圈第十路接线端子TL10引出。在电感线圈骨架FrL的小环槽内,绕有电流检测线圈Wi。电流检测线圈Wi的异名端通过电流信号始端接线端子Ti0引出,电流检测线圈Wi的同名端通过电流信号接线端子Ti引出。
[0056] 谐振电感器整体以绝缘漆浸渍、充实、紧固。
[0057] 在图13是谐振电感线圈骨架结构半剖视图中:谐振电感线圈骨架为由上、下两端的线圈骨架侧壁SWL与中柱的线圈骨架筒壁WPL、线圈骨架间壁MW构成的内腔筒-外双环槽形结构,采用ABS材料注塑成型。其上、下两端线圈骨架侧壁SWL和线圈骨架筒壁WPL均制有均匀分布的浸漆孔Ho。在上端线圈骨架侧壁SWL的腔筒短边一侧,并排镶嵌有电感线圈始端接线端子TL0、电感线圈第一路接线端子TL1、电感线圈第二路接线端子TL2、……、电感线圈第十路接线端子TL10;在下端线圈骨架侧壁SWL的腔筒短边与电感线圈各路接线端子TL0~TL10相对一侧,并排镶嵌有流信号始端接线端子Ti0和电流信号接线端子Ti。
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