一种超声波换能器工作相位采样电路的制作方法

1.本实实用新型涉及换能器电路检测领域，尤其涉及一种超声波换能器工作相位采样电路。


背景技术：

2.如图1所示，现有的超声波电源在工作过程中需要对换能器频率进行追踪，目前通常采用电流互感器对电流电压分别进行采样后进行过零检测，得出频率方波信号并对2个方波信号进行相减，依据相减出的电压判断换能器是否工作在相位差最小状态，但由于换能器工作在谐振状态，引起电流电压信号产生畸变，导致过零信号检测出的信号在最佳状态时检测出的方波信号变宽，导致2个方波信号相减得出的信号异常，使软件在根据采样信号判断时出错，引起追踪信号不准确，无法让换能器工作在最佳状态，始终在离最佳点偏左或偏右处工作，使换能器无法发挥最大工作效率，同时加大了换能器的发热量。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种超声波换能器工作相位采样电路，包括：匹配电感、换能器，高频高压信号依次经过匹配电感、换能器上后接入地面，还包括：叠加电流感应器、衰减电路、检测电路，所述叠加电流感应器同时对流经换能器先后的电流进行感应得到叠加相位叠加电流并输送到衰减电路上得到衰减电流，所述检测电路连接在所述衰减电路上，检测电路将衰减电流进行过零检测得到方波信号，当换能器处于最佳工作条件下时经过换能器前后的电流相位同相，方波信号脉宽等于高频高压信号脉宽；当换能器工作相位不佳时经过换能器先后的电流相位不同，方波信号宽度大于高频高压信号脉宽。
4.进一步的，所述叠加电流感应器上设有第一电路输入接口、第一电路输出接口、第二电路输入接口、第二电路输出接口、感应电流接口一、感应电流接口二，所述换能器的输出端通过导线连接到第一电路输入接口上，所述第一电路输出接口通过导线接地；所述第二电路输入接口通过导线连接到匹配电感的输出端，所述第二电路输出接口通过导线接地，所述感应电流接口一通过导线接地，所述感应电流接口二连接到衰减电路上。
5.进一步的，所述第二电路输入接口与所述匹配电感l输出端之间安装有匹配电容。
6.进一步的，还包括：匹配电阻，所述匹配电阻的两端分别与感应电流接口一、感应电流接口二相连。
7.进一步的，所述衰减电路包括：衰减电阻一、衰减电阻二，所述衰减电阻一的第一端与所述匹配电阻连接，所述衰减电阻一的第二端与所述检测电路连接，所述衰减电阻二的第一端通过导线连接到衰减电阻一的第二端，所述衰减电阻二的第二端接地。
8.进一步的，所述检测电路包括：高速电压比较器，所述衰减电阻一的第二端通过导线连接到高速电压比较器的正极输入接口上，所述高速电压比较器的负极输入接口连接有过零采样电路，所述过零采样电路向高速电压比较器的负极输入接口输入采样电压，高速
电压比较器将衰减电压与采样电压进行比较比较并输出方波信号，当方波信号的脉宽等于高频高压信号的脉宽时换能器处于最佳工作相位。
9.与现有技术相比，本实用新型提供一种超声波换能器工作相位采样电路，具有以下有益效果：
10.本实用新型通过叠加电流感应器检测两路支路电流相位使两路支路电流在叠加电流感应器上叠加，叠加后的电流经过衰减后送至检测电路，检测电路输出叠加后的电流方波信号，当换能器最佳工作状态时两路支路电流信号相同，方波信号的脉宽等于高频高压信号的脉宽，避免了两路支路的方波信号相减产生误差影响软件判断结果，解决因信号误差大引起的频率跟踪不准确的问题。
附图说明
11.图1为传统的换能器采样电路图。
12.图2为一种超声波换能器工作相位采样电路图。
13.其中：l-匹配电感；ct-换能器；c-匹配电感；t-叠加电流感应器；t01-第一电路输入接口；t02-第一电路输出接口；t03-第二电路输入接口；t04-第二电路输出接口；t05-感应电流接口一；t06-感应电流接口二；r1-匹配电阻；r2-衰减电阻一；r3-衰减电阻二；ar2-高速电压比较器。
具体实施方式
14.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。
15.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
16.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
17.本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
18.同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以
是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.如同2所示，本实用新型提供一种超声波换能器工作相位采样电路，包括：匹配电感l、换能器ct，高频高压信号依次经过匹配电感l、换能器ct上后接入地面，还包括：叠加电流感应器t、衰减电路、检测电路，叠加电流感应器t同时对流经换能器先后的电流进行感应得到叠加相位叠加电流并输送到衰减电路上得到衰减电流，叠加电流感应器t上设有第一电路输入接口t01、第一电路输出接口t02、第二电路输入接口t03、第二电路输出接口t04、感应电流接口一t05、感应电流接口二t06，换能器ct的输出端通过导线连接到第一电路输入接口t01上，第一电路输出接口t02通过导线接地；第二电路输入接口t03通过导线连接到匹配电感l的输出端，第二电路输入接口t03与匹配电感l输出端之间安装有匹配电容c，第二电路输出接口t04通过导线接地，感应电流接口一t05通过导线接地，感应电流接口二t06连接到衰减电路上。检测电路连接在衰减电路上，检测电路将衰减电流进行过零检测得到方波信号，当换能器ct处于最佳工作条件下时经过换能器ct前后的电流相位同相，方波信号脉宽等于高频高压信号脉宽；当换能器工作相位不佳时经过换能器ct先后的电流相位不同，方波信号宽度大于高频高压信号脉宽。
20.高频高压信号通过匹配电感l后形成两条支路，一条支路的电流依次经过换能器ct、第一电路输入接口t01、第一电路输出接口t02后接地；另一条支路的电流依次经过匹配电容c、第二电路输入接口t03、第二电路输出接口t04后接地，叠加电流感应器t同时对两条支路进行感应并在感应电流接口一t05、感应电流接口二t06两端输出叠加感应电流。
21.衰减电路包括：匹配电阻r1、衰减电阻一r2、衰减电阻二r3，匹配电阻r1的两端分别与感应电流接口一t05、感应电流接口二t06相连，衰减电阻一r2的第一端与匹配电阻r1连接，衰减电阻一r2的第二端与检测电路连接，衰减电阻二r3的第一端通过导线连接到衰减电阻一r2的第二端，衰减电阻二r3的第二端接地。叠加电流感应器t在匹配电阻r1上形成感应交流电压，感应交流电压经过衰减电阻一r2、衰减电阻二r3的衰减后限幅送入检测电路上。
22.检测电路包括：高速电压比较器ar2，衰减电阻一r2的第二端通过导线连接到高速电压比较器ar2的正极输入接口上，高速电压比较器ar2的负极输入接口连接有过零采样电路，过零采样电路向高速电压比较器ar2的负极输入接口输入采样电压，高速电压比较器ar2将衰减电压与采样电压进行比较比较并输出方波信号，当方波信号的脉宽等于高频高压信号的脉宽时换能器处于最佳工作相位。
23.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。