查找换能器谐振频率点的方法及系统

本申请要求在 2013 年 5 月 9 日提交中国专利局、 申请号为 201310169366.7、 发明名称为 "查找换能器谐振频率点的方法及系统" 的中国 专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及换能器技术领域， 特别是涉及一种查找换能器谐振频率点的 方法及系统。 背景技术

典型的超声波换能器具有很高的品质因数， 具有陡峭的谐振曲线， 只有 工作在其谐振频率点才具有大的机械振幅和高 的电机转换效率。 因此， 超声 波换能器的驱动电路应以其谐振频率信号进行 激励。

设备谐振起来后， 工作频率在一定范围内来回变大变小， 由于频率变化 范围由线路事先决定好的， 这样一来， 工作频率在大多数时间段内都是偏离 真正的谐振点， 不在谐振点工作时， 往往造成功耗浪费， 效率降低。

为了获得超声波换能器的谐振频率， 超声波能量驱动系统需要查找到换 能器的谐振频率点， 然后以此频率的信号驱动换能器使换能器工作 在谐振状 态。

目前现有的查找换能器谐振频率点的方式为扫 频的方式， 即线性递加递 减频率输出能量信号查找谐振频率， 缺点是查找速度慢， 效率不高。 例如从 50KHz扫频到 60KHz, 为了保证查找结果的准确性， 可能需要 10000次的判断 时间， 效率不高。 发明内容 鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种查找换能器 谐振频率点的方法及系统， 用于解决现有技术中查找换能器谐振频率点速 度 慢、 效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的， 本发明在一方面提供一种查找换能器 谐振频率点的方法， 包括： S1 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作 频率； S2 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预 设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间； S3 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位， 并判断该电 流相位和该电压相位的超前滞后关系， 若电流相位超前电压相位， 则跳转到 上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间； S4 , 获取当前上 跳区间或当前下跳区间的中间点频率， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的 两个端点值与对应的中间点频率形成新的上跳 区间和新的下跳区间； S5 , 使 换能器以所述中间点频率运行， 获取换能器工作在当前上跳区间或当前下跳 区间的中间点频率时的电流相位和电压相位， 并判断该电流相位和该电压相 位的超前滞后关系， 若电流相位超前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流 相位滞后电压相位时， 则跳转到下跳区间； S6 , 重复步骤 S4和步骤 S5 , 直 到换能器的电流相位和电压相位相同， 获取电流相位和电压相位相同时换能 器的频率即为谐振频率点。

优选地， 在步骤 S2中， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工 作频率的中间值。

优选地， 在步骤 S4中， 新的上跳区间由中间点频率与两个端点值中的 较 大值形成； 新的下跳区间由中间点频率与两个端点值中的 较小值形成。

本发明在另外一方面提供一种查找换能器谐振 频率点的系统， 包括： 初 始化单元， 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率， 设置一个谐振 频率点预设值， 同时以最大工作频率和谐振频率点预设值形成 上跳区间， 以 谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳区 间， 并获取换能器工作在谐振 频率点预设值时的电流相位和电压相位； 相位判断单元， 与所述初始化单元 相连， 判断电流相位和电压相位的超前滞后关系： 若电流相位超前电压相位， 则输出第一判断结果； 若电流相位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 若 电流相位等于电压相位， 则输出第三判断结果； 区间跳转控制单元， 与所述 相位判断单元相连， 若接收到所述相位判断单元输出的第一判断结 果， 则跳 转到上跳区间， 若接收到所述相位判断单元输出的第二判断结 果， 则跳转到 下跳区间； 跳转区间生成单元， 与所述区间跳转控制单元相连， 获取当前上 跳区间或当前下跳区间的中间点频率， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的 两个端点值与对应的中间点频率形成新的上跳 区间和新的下跳区间； 频率输 出控制单元， 与所述跳转区间生成单元及所述换能器相连， 用于将当前上跳 区间或下跳区间的中间点频率输入到换能器中 使换能器以该中间点频率运 行； 相位釆集单元， 与所述相位判断单元及换能器相连， 获取换能器工作在 当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频率时 的电流相位和电压相位； 谐振 频率点获取单元， 与所述相位判断单元相连， 若接收到所述相位判断单元输 出的第三判断结果， 则获取电流相位和电压相位相同时换能器的频 率即为谐 振频率点。

优选地， 还包括用于向初始化单元输入最小工作频率、 最大工作频率以 及谐振频率点预设值的输入单元。

优选地， 还包括用于显示所述谐振频率点获取单元获取 的谐振频率点的 显示单元。

优选地， 所述初始化单元包括： 获取换能器允许的最小工作频率和最大 工作频率的频率获取子单元； 设置一个谐振频率点预设值的谐振频率点预设 子单元； 与所述频率获取子单元、 所述谐振频率点预设子单元相连、 以最大 工作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间、 以谐振频率点预设值和最小工 作频率形成下跳区间的初始跳转区间生成子单 元； 用于将谐振频率点预设值 输入到换能器中使换能器以该谐振频率点预设 值运行的预设频率输出子单 元； 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位的初始相 位釆集子单元。

优选地， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工作频率的中间 值。

优选地， 在所述跳转区间生成单元中， 新的上跳区间由中间点频率与两 个端点值中的较大值形成； 新的下跳区间由中间点频率与两个端点值中的 较 小值形成。

本发明在另外一方面提供一种查找换能器谐振 频率点的方法， 包括：

S1 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率；

S2 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预设 值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间；

53 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位； 当 电流相位与电压相位的相位差不为预设范围内 的值时， 若电流相位超前电压 相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间， 进入步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值时， 进入步 骤 S6;

54, 在当前上跳区间或当前下跳区间内设置一个新 的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的下跳区间；

S5 , 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器工作在当 前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率点 预设值时的电流相位和电压相 位； 当电流相位与电压相位的相位差不为预设范围 内的值时， 若电流相位超 前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳 区间， 返回步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值时， 进入步骤 S6;

S6 , 获取电流相位与电压相位的相位差为预设范围 内的值时换能器的频 率即为谐振频率点。 优选地， 在步骤 S2中， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工 作频率的中间值。

优选地， 在步骤 S4中， 新的上跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端 点值中的较大值形成； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端点值 中的较小值形成。

优选地， 在步骤 S4中， 所述新的谐振频率点预设值为当前上跳区间或 当 前下跳区间的中间点频率。

进一步地， 所述预设范围内的值为 0。

本发明在另外一方面提供一种查找换能器谐振 频率点的系统， 包括： 初始化单元， 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率， 设置一 个谐振频率点预设值， 同时以最大工作频率和谐振频率点预设值形成 上跳区 间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间， 并获取换能器工作 在谐振频率点预设值时的电流相位和电压相位 ；

相位判断单元， 与所述初始化单元相连， 当电流相位与电压相位的相位 差不为预设范围内的值时， 若电流相位超前电压相位， 则输出第一判断结果， 若电流相位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 当电流相位与电压相位的 相位差为预设范围内的值时， 则输出第三判断结果；

区间跳转控制单元， 与所述相位判断单元相连， 若接收到所述相位判断 单元输出的第一判断结果， 则跳转到上跳区间， 若接收到所述相位判断单元 输出的第二判断结果， 则跳转到下跳区间；

跳转区间生成单元， 与所述区间跳转控制单元相连， 在当前上跳区间或 当前下跳区间内设置新的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳 区间的两个端点值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的 下跳区间；

频率输出控制单元， 与所述跳转区间生成单元及所述换能器相连， 用于 将当前上跳区间或下跳区间的新的谐振频率点 预设值输入到换能器中使换能 器以该新的谐振频率点预设值运行； 相位釆集单元， 与所述相位判断单元及换能器相连， 获取换能器工作在 当前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率 点预设值时的电流相位和电压 相位；

谐振频率点获取单元， 与所述相位判断单元相连， 若接收到所述相位判 断单元输出的第三判断结果， 则获取电流相位与电压相位的相位差为预设范 围内的值时换能器的频率即为谐振频率点。

优选地， 还包括用于向初始化单元输入最小工作频率、 最大工作频率以 及谐振频率点预设值的输入单元。

优选地， 还包括用于显示所述谐振频率点获取单元获取 的谐振频率点的 显示单元。

优选地， 所述初始化单元包括： 获取换能器允许的最小工作频率和最大 工作频率的频率获取子单元； 设置一个谐振频率点预设值的谐振频率点预设 子单元； 与所述频率获取子单元、 所述谐振频率点预设子单元相连、 以最大 工作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间、 以谐振频率点预设值和最小工 作频率形成下跳区间的初始跳转区间生成子单 元； 用于将谐振频率点预设值 输入到换能器中使换能器以该谐振频率点预设 值运行的预设频率输出子单 元； 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位的初始相 位釆集子单元。

优选地， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工作频率的中间 值。

优选地， 在所述跳转区间生成单元中， 新的上跳区间由新的谐振频率点 预设值与两个端点值中的较大值形成； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设 值与两个端点值中的较小值形成。

优选地， 所述新的谐振频率点预设值为当前上跳区间或 当前下跳区间的 中间点频率。

进一步地， 所述预设范围内的值为 0。

本发明在另外一方面提供一种查找换能器谐振 频率点的方法， 包括： 51 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率；

52 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预设 值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间；

53 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位； 当 设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到预 设数量且电流相位与电压相位 的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的 数量未达到预设数量且电流幅值未达到预设幅 值时， 若电流相位超前电压相 位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间， 进 入步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预设幅值 时， 进入步骤 S6;

54, 在当前上跳区间或当前下跳区间内设置一个新 的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的下跳区间；

S5 , 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器工作在当 前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率点 预设值时的电流相位和电压相 位； 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量且电流相位与电 压相位的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预 设值的数量未达到预设数量且电流幅值未达到 预设幅值时， 若电流相位超前 电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区 间， 返回步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预 设幅值时， 进入步骤 S6;

S6 , 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 获取换能 器的电流幅值最大时对应的换能器的频率即为 谐振频率点； 当电流相位与电 压相位的相位差为预设范围内的值且电流幅值 达到预设幅值时， 获取电流相 位与电压相位的相位差为预设范围内的值且电 流幅值达到预设幅值时换能器 的频率即为谐振频率点。

优选地， 在步骤 S2中， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工 作频率的中间值。

优选地， 在步骤 S4中， 新的上跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端 点值中的较大值形成； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端点值 中的较小值形成。

优选地， 在步骤 S4中， 所述新的谐振频率点预设值为当前上跳区间或 当 前下跳区间的中间点频率。

进一步地， 所述预设范围内的值为 0。

本发明在另外一方面提供一种查找换能器谐振 频率点的系统， 包括： 初始化单元， 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率， 设置一 个谐振频率点预设值， 同时以最大工作频率和谐振频率点预设值形成 上跳区 间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间， 并获取换能器工作 在谐振频率点预设值时的电流相位和电压相位 ；

相位判断单元， 与所述初始化单元相连， 当设置的所有谐振频率点预设 值的数量未达到预设数量且电流相位与电压相 位的相位差不为预设范围内的 值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量且电流 幅值未达到预设幅值时， 若电流相位超前电压相位， 则输出第一判断结果， 若电流相位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 当设置的所有谐振频率点 预设值的数量达到预设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预 设范围内的值且电流幅值达到预设幅值时， 则输出第三判断结果；

区间跳转控制单元， 与所述相位判断单元相连， 若接收到所述相位判断 单元输出的第一判断结果， 则跳转到上跳区间， 若接收到所述相位判断单元 输出的第二判断结果， 则跳转到下跳区间；

跳转区间生成单元， 与所述区间跳转控制单元相连， 在当前上跳区间或 当前下跳区间内设置新的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳 区间的两个端点值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的 下跳区间；

频率输出控制单元， 与所述跳转区间生成单元及所述换能器相连， 用于 将当前上跳区间或下跳区间的新的谐振频率点 预设值输入到换能器中使换能 器以该新的谐振频率点预设值运行；

相位釆集单元， 与所述相位判断单元及换能器相连， 获取换能器工作在 当前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率 点预设值时的电流相位和电压 相位；

谐振频率点获取单元， 与所述相位判断单元相连， 若接收到所述相位判 断单元在设置的所有谐振频率点预设值的数量 达到预设数量时输出的第三判 断结果， 则获取换能器的电流幅值最大时对应的换能器 的频率即为谐振频率 点； 若接收到所述相位判断单元在电流相位与电压 相位的相位差为预设范围 内的值且电流幅值达到预设幅值时输出的第三 判断结果， 则获取电流相位与 电压相位的相位差为预设范围内的值且电流幅 值达到预设幅值时换能器的频 率即为谐振频率点。

优选地， 还包括用于向初始化单元输入最小工作频率、 最大工作频率以 及谐振频率点预设值的输入单元。

优选地， 还包括用于显示所述谐振频率点获取单元获取 的谐振频率点的 显示单元。

优选地， 所述初始化单元包括：

获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率的频率获取子单元； 设置一个谐振频率点预设值的谐振频率点预设 子单元；

与所述频率获取子单元、 所述谐振频率点预设子单元相连、 以最大工作 频率和谐振频率点预设值形成上跳区间、 以谐振频率点预设值和最小工作频 率形成下跳区间的初始跳转区间生成子单元；

用于将谐振频率点预设值输入到换能器中使换 能器以该谐振频率点预设 值运行的预设频率输出子单元；

获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位的初始相 位釆集子单元。

优选地， 所述谐振频率点预设值为最小工作频率和最大 工作频率的中间 值。

优选地， 在所述跳转区间生成单元中， 新的上跳区间由新的谐振频率点 预设值与两个端点值中的较大值形成； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设 值与两个端点值中的较小值形成。

优选地， 所述新的谐振频率点预设值为当前上跳区间或 当前下跳区间的 中间点频率。

进一步地， 所述预设范围内的值为 0。

如上所述， 本发明的一种查找换能器谐振频率点的方法及 系统， 具有以 下有益效果：

1、 本发明通过调频查找的方法， 极大减少了查找次数， 最多可由原来的 10000次降低到 14次， 查找效率提高 99.9%, 极大减少检测换能器谐振频率 点的等待时间。

2、 本发明在大大缩减查找时间的同时， 也可以减少换能器工作时间和温 升， 提高谐振点查找精度。

3、 本发明可以有效减少换能器做无用功的次数， 提高换能器使用率和寿 命， 同时也减低了使用成本。

4、 本发明中， 由于查找时间非常短， 可以增加实时监测换能器工作状态 的功能。 附图说明

图 1显示为本发明的实施例 1查找换能器谐振频率点的方法的流程示意 图。

图 2显示为本发明的实施例 2查找换能器谐振频率点的方法的流程示意 图。

图 3显示为本发明的实施例 3查找换能器谐振频率点的方法的流程示意 图。

图 4显示为本发明的一种查找换能器谐振频率点� �系统的结构示意图。 图 5显示为本发明的一种查找换能器谐振频率点� �系统的一种优选的结 构示意图。

图 6显示为本发明的一种查找换能器谐振频率点� �系统中初始化单元的 结构示意图。

元件标号说明

1 查找换能器谐振频率点的系统

11 初始化单元

111 频率获取子单元

112 谐振频率点预设子单元

113 初始跳转区间生成子单元

114 预设频率输出子单元

115 初始相位釆集子单元

12 相位判断单元

13 区间跳转控制单元

14 谐振频率点获取单元

15 跳转区间生成单元

16 相位釆集单元

17 频率输出控制单元

18 输入单元

19 显示单元

S1-S6 步骤 具体实施方式 本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其 他优点与功效。 本发明还可以 通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用 ， 本说明书中的各项细节也可 以基于不同观点与应用， 在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改 变。

目前现有的查找换能器谐振频率点的方式为扫 频的方式， 即线性递加递 减频率输出能量信号查找谐振频率点， 缺点是查找速度慢， 效率不高。 例如 从 50KHz扫频到 60KHz, 为了保证查找结果的准确性， 可能需要 10000次的 判断时间， 效率不高。

鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种查找换能器 谐振频率点的方法及系统， 用于解决现有技术中查找换能器谐振频率点速 度 慢、 效率低的问题。 以下将详细阐述本发明的一种查找换能器谐振 频率点的 方法及系统的原理及实施方式， 使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理 解本发明的一种查找换能器谐振频率点的方法 及系统。

实施例 1 :

请参阅图 1 ,显示为本发明的一种查找换能器谐振频率点� �方法的流程示 意图。 如图 1 所示， 本发明提供一种查找换能器谐振频率点的方法 ， 包括以 下步骤：

51 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率；

52 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预设 值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间；

53 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位； 当 电流相位与电压相位的相位差不为预设范围内 的值时， 若电流相位超前电压 相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间， 进入步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值时， 进入步 骤 S6;

54, 在当前上跳区间或当前下跳区间内设置一个新 的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的下跳区间；

55 , 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器工作在当 前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率点 预设值时的电流相位和电压相 位； 当电流相位与电压相位的相位差不为预设范围 内的值时， 若电流相位超 前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳 区间， 返回步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值时， 进入步骤 S6;

S6 , 获取电流相位与电压相位的相位差为预设范围 内的值时换能器的频 率即为谐振频率点。

以下对上述各步骤进行详细说明。

首先执行步骤 S1 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率。 其 中， 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率根 据换能器出厂时的说明书 或相关技术文档的描述可以知道。 通常， 一批换能器出厂时最小工作频率和 最大工作频率的规格和要求基本一致。

在获得换能器允许的最小工作频率和最大工作 频率之后， 接着执行步骤

S2。

在步骤 S2中， 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频 率点预设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区 间。

在不知道谐振点频率具体为何值时， 可根据经验或釆集频率进行处理的 方法预设一个谐振频率点。 这个谐振频率点预设值应该在换能器允许的最 小 工作频率和最大工作频率之间。

具体地， 在本实施例中， 在步骤 S2中， 所述谐振频率点预设值也可以取 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率的 中间值或者中间附近值。

在获得换能器允许的最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设 值之后， 以谐振频率点预设值为分界点， 形成两个区间。 具体地， 以最大工 作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间， 即上跳区间的两个端点值分别为 最大工作频率和谐振频率点预设值； 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 即下跳区间的两个端点值分别为最小工作频率 和谐振频率点预 设值。 在确定好上跳区间和下跳区间以后， 接着执行步骤 S3。

在步骤 S3中， 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压 相位； 当电流相位与电压相位的相位差不为预设范围 内的值时， 若电流相位 超前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下 跳区间，进入步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值时， 进入步骤 S6。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位， 当电流相位与 电压相位的相位差不为预设范围内的值时， 若电流相位超前电压相位， 负载 呈容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前的换能器频率要 大， 所以应该进一步在上跳区间 （最大工作频率和谐振频率点预设值之间） 查找； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载呈感性， 说明当前的换能器频 率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以应该进一步在下跳区 间 （最小工作频率和谐振频率点预设值之间） 查找。 显然这样的查找方法通 过步骤 S3就缩小了一半的查找范围。

在步骤 S4中， 在当前上跳区间或当前下跳区间内设置一个新 的谐振频率 点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的新的谐 振频率点预设值形成新的上跳区间和新的下跳 区间。 实际上步骤 S4是继续在 当前上跳区间或当前下跳区间查找谐振点频率 。

具体地， 可以获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间 点频率作为新的 谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应 的中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区 间； 也可以在当前上跳区间或 当前下跳区间内获取任意频率作为新的谐振频 率点预设值， 形成新的上跳区 间和新的下跳区间， 较佳的， 该新的谐振频率点预设值可以根据当前换能器 的电流相位与电压相位的相位差进行设置， 当前换能器的电流相位与电压相 位的相位差越大， 设置的新的谐振频率点预设值就偏离当前谐振 频率点预设 值越多， 当前换能器的电流相位与电压相位的相位差越 小， 设置的新的谐振 频率点预设值越靠近当前谐振频率点预设值。

具体地， 在步骤 S3中， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则在步骤 S4中， 可以获取上跳区间的中间点频率作为新的谐振 频率点预设值， 并以当 前上跳区间的两个端点值（即最大工作频率和 原谐振频率点预设值） 与该中 间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区间； 也可以获取上跳区间内的非中 间点频率的其它频率作为新的谐振频率点预设 值， 并以当前上跳区间的两个 端点值与该非中间点频率的其它频率形成新的 上跳区间和新的下跳区间。

更进一步地， 在步骤 S3中， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则在 步骤 S4中， 新的上跳区间由新的谐振频率点预设值与原上 跳区间的两个端点 值中的较大值形成， 即新的上跳区间的两个端点值分别为最大工作 频率和新 的谐振频率点预设值； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端点值 中的较小值形成， 即新的下跳区间的两个端点值分别为原谐振频 率点预设值 和新的谐振频率点预设值。

相对应地， 在步骤 S3中， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则在步 骤 S4中， 可以获取下跳区间的中间点频率作为新的谐振 频率点预设值， 并以 当前下跳区间的两个端点值（即最小工作频率 和原谐振频率点预设值） 与该 中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区间 ； 也可以获取下跳区间内的非 中间点频率的其它频率作为新的谐振频率点预 设值， 并以当前下跳区间的两 个端点值与该非中间点频率的其它频率形成新 的上跳区间和新的下跳区间。

更进一步地， 在步骤 S3中， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则在 步骤 S4中， 新的上跳区间由新的谐振频率点预设值与原下 跳区间的两个端点 值中的较大值形成， 即新的上跳区间的两个端点值分别为原谐振频 率点预设 值和新的谐振频率点预设值； 新的下跳区间由新的谐振频率点预设值与两个 端点值中的较小值形成， 即新的下跳区间的两个端点值分别为新的谐振 频率 点预设值和最小工作频率。

在确定好新的上跳区间和新的下跳区间以后， 接着执行步骤 S5。

在步骤 S5中， 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器 工作在当前上跳区间或当前下跳区间的新的谐 振频率点预设值时的电流相位 和电压相位； 当电流相位与电压相位的相位差不为预设范围 内的值时， 若电 流相位超前电压相位 , 则跳转到上跳区间 , 若电流相位滞后电压相位时 , 则 跳转到下跳区间， 返回步骤 S4; 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围 内的值时， 进入步骤 S6。

实际上， 步骤 S5的跳频方法相当于步骤 S3。

具体地， 在本实施例中， 在确定好新的上跳区间和新的下跳区间以后， 测量获取换能器工作在当前上跳区间或当前下 跳区间的新的谐振频率点预设 值时的电流相位和电压相位， 当电流相位与电压相位的相位差不为预设范围 内的值时， 若电流相位超前电压相位， 负载呈容性， 说明当前的换能器频率 值小了， 谐振点频率比当前的换能器频率要大， 所以应该进一步在新的上跳 区间 （最大工作频率和新的谐振频率点预设值之间 或原谐振频率点预设值和 新的谐振频率点预设值之间） 查找； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载 呈感性， 说明当前的换能器频率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要 小， 所以应该进一步在新的下跳区间 （原谐振频率点预设值和新的谐振频率 点预设值之间或新的谐振频率点预设值和最小 工作频率之间） 查找。 显然这 样的查找方法通过步骤 S5就又缩小了查找范围，可以重复步骤 S4和步骤 S5 , 直到换能器的电流相位与电压相位的相位差为 预设范围内的值。

在步骤 S6中， 获取电流相位与电压相位的相位差为预设范围 内的值时换 能器的频率即为谐振频率点。

其中， 上述预设范围内的值可以具体为 0 , 即设置新的谐振频率点预设值 直到换能器的电流相位和电压相位的相同时， 停止设置新的谐振频率点预设 值， 执行步骤 S6。

进一步的， 预设范围也可以为包含 0的相位差范围， 例如， 实际实施时， 该预设范围可以为 [-2。， 2。]。 即设置新的谐振频率点预设值直到换能器的电 流 相位和电压相位差较小， 位于预设范围内但不需要一定为 0 时， 停止设置新 的谐振频率点预设值， 执行步骤 S6。 当上述实施例 1 中， 设置的新的谐振频率点预设值为当前上跳区间 或当 前下跳区间的中间点频率， 预设范围内的值为 0 时， 查找换能器谐振频率点 的方法详见下述实施例 2。

实施例 2:

如图 2所示， 本发明提供的查找换能器谐振频率点的方法， 包括以下步 骤：

51 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率。

52 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预设 值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间。

53 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位， 并 判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关系 ， 若电流相位超前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间。

54 , 获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频 率， 并以当前上跳区 间或当前下跳区间的两个端点值与对应的中间 点频率形成新的上跳区间和新 的下跳区间。

55 , 使换能器以所述中间点频率运行， 获取换能器工作在当前上跳区间 或当前下跳区间的中间点频率时的电流相位和 电压相位， 并判断该电流相位 和该电压相位的超前滞后关系， 若电流相位超前电压相位 , 则跳转到上跳区 间， 若电流相位滞后电压相位时， 则跳转到下跳区间。

56, 重复步骤 S4和步骤 S5 , 直到换能器的电流相位和电压相位相同， 获取电流相位和电压相位相同时换能器的频率 即为谐振频率点。

以下对上述各步骤进行详细说明。

首先执行步骤 S1 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率。 其 中， 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率根 据换能器出厂时的说明书 或相关技术文档的描述可以知道。 通常， 一批换能器出厂时最小工作频率和 最大工作频率的规格和要求基本一致。

在获得换能器允许的最小工作频率和最大工作 频率之后， 接着执行步骤 S2。

在步骤 S2中， 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频 率点预设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区 间。

在不知道谐振点频率具体为何值时， 可根据经验或釆集频率进行处理的 方法预设一个谐振频率点。 这个谐振频率点预设值应该在换能器允许的最 小 工作频率和最大工作频率之间。

具体地， 在本实施例中， 在步骤 S2中， 所述谐振频率点预设值也可以取 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率的 中间值或者中间附近值。

在获得换能器允许的最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设 值之后， 以谐振频率点预设值为分界点， 形成两个区间。 具体地， 以最大工 作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间， 即上跳区间的两个端点值分别为 最大工作频率和谐振频率点预设值； 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 即下跳区间的两个端点值分别为最小工作频率 和谐振频率点预 设值。 在确定好上跳区间和下跳区间以后， 接着执行步骤 S3。

在步骤 S3中， 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压 相位， 并判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关 系， 若电流相位超前电 压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位， 并判断该电流 相位和该电压相位的超前滞后关系， 在电流相位超前电压相位时， 负载呈容 性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前的换能器频率要大， 所以应该进一步在上跳区间 （最大工作频率和谐振频率点预设值之间）查 找。

相反， 在电压相位超前电流相位时， 负载呈感性， 说明当前的换能器频 率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以应该进一步在下跳区 间 （最小工作频率和谐振频率点预设值之间） 查找。 显然这样的查找方法通 过步骤 S3就缩小了一半的查找范围。 在判断完当前的电流相位和电压相位的大小 , 并跳到上跳区间或下跳区 间之后， 接着执行步骤 S4。

在步骤 S4中， 获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频 率， 并以当 前上跳区间或当前下跳区间的两个端点值与对 应的中间点频率形成新的上跳 区间和新的下跳区间。 实际上步骤 S4是继续在当前上跳区间或当前下跳区间 查找谐振点频率。 具体地， 获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频 率， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的中间点频率形成新 的上跳区间和新的下跳区间。

具体地， 在步骤 S3中， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则在步骤 S4中， 获取上跳区间的中间点频率， 并以当前上跳区间的两个端点值（即最 大工作频率和谐振频率点预设值） 与对应的中间点频率形成新的上跳区间和 新的下跳区间。

更进一步地， 在步骤 S3中， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则在 步骤 S4中， 新的上跳区间由原上跳区间的中间点频率与原 上跳区间的两个端 点值中的较大值形成， 即新的上跳区间的两个端点值分别为最大工作 频率和 中间点频率； 新的下跳区间由中间点频率与两个端点值中的 较小值形成， 即 新的下跳区间的两个端点值分别为谐振频率点 预设值和中间点频率。

相对应地， 在步骤 S3中， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则在步 骤 S4中， 获取下跳区间的中间点频率， 并以当前下跳区间的两个端点值（即 最小工作频率和谐振频率点预设值） 与对应的中间点频率形成新的上跳区间 和新的下 ϋ 区间。

更进一步地， 在步骤 S3中， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则在 步骤 S4中， 新的上跳区间由原上跳区间的中间点频率与原 上跳区间的两个端 点值中的较大值形成， 即新的上跳区间的两个端点值分别为谐振频率 点预设 值和中间点频率； 新的下跳区间由中间点频率与两个端点值中的 较小值形成， 即新的下跳区间的两个端点值分别为中间点频 率和最小工作频率。

在确定好新的上跳区间和新的下跳区间以后， 接着执行步骤 S5。 在步骤 S5中， 使换能器以所述中间点频率运行， 获取换能器工作在当前 上跳区间或当前下跳区间的中间点频率时的电 流相位和电压相位 , 并判断该 电流相位和该电压相位的超前滞后关系， 若电流相位超前电压相位， 则跳转 到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位时， 则跳转到下跳区间。

实际上， 步骤 S5的跳频方法相当于步骤 S3。

具体地， 在本实施例中， 在确定好新的上跳区间和新的下跳区间以后， 测量获取换能器工作在当前上跳区间或当前下 跳区间的中间点频率时的电流 相位和电压相位， 并判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关 系， 若电流 相位超前电压相位， 负载呈容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频 率比当前的换能器频率要大， 所以应该进一步在新的上跳区间 （最大工作频 率和中间点频率之间或谐振频率点预设值和中 间点频率之间 ) 查找。

相反， 在电压相位超前电流相位时， 负载呈感性， 说明当前的换能器频 率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以应该进一步在新的下 跳区间 （谐振频率点预设值和中间点频率之间或中间 点频率和最小工作频率） 查找。 显然这样的查找方法通过步骤 S5就又缩小了四分之一的查找范围。 接 着执行步骤 S6。

在步骤 S6中， 重复步骤 S4和步骤 S5 , 直到换能器的电流相位和电压相 位相同， 获取电流相位和电压相位相同时换能器的频率 即为谐振频率点。

实施例 3 :

请参阅图 3 ,显示为本发明的另一种查找换能器谐振频率� �的方法的流程 示意图。 如图 3 所示， 本发明提供另一种查找换能器谐振频率点的方 法， 包 括以下步骤：

51 , 获取换能器允许的最小工作频率和最大工作频 率；

52 , 设置一个谐振频率点预设值， 并以最大工作频率和谐振频率点预设 值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间；

53 , 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压相位； 当 设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到预 设数量且电流相位与电压相位 的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的 数量未达到预设数量且电流幅值未达到预设幅 值时， 若电流相位超前电压相 位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间， 进 入步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预设幅值 时， 进入步骤 S6;

S4, 在当前上跳区间或当前下跳区间内设置一个新 的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应的新的谐振频率点预 设值形成新的上跳区间和新的下跳区间；

S5 , 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器工作在当 前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频率点 预设值时的电流相位和电压相 位； 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量且电流相位与电 压相位的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预 设值的数量未达到预设数量且电流幅值未达到 预设幅值时， 若电流相位超前 电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区 间， 返回步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预 设幅值时， 进入步骤 S6;

S6, 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 获取换能 器的电流幅值最大时对应的换能器的频率即为 谐振频率点； 当电流相位与电 压相位的相位差为预设范围内的值且电流幅值 达到预设幅值时， 获取电流相 位与电压相位的相位差为预设范围内的值且电 流幅值达到预设幅值时换能器 的频率即为谐振频率点。

以下对上述各步骤进行详细说明。

对于步骤 Sl、 步骤 S2, 详见上述实施例 1中步骤 Sl、 步骤 S2, 在此不 在赘述。

在步骤 S3中， 获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电流 相位和电压 相位； 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量且电流相位与 电压相位的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点 预设值的数量未达到预设数量且电流幅值未达 到预设幅值时， 若电流相位超 前电压相位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳 区间， 进入步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预 设幅值时， 进入步骤 S6。

其中， 预设数量即为预先设定的查找次数， 可以根据实验数据来进行合 理设定； 预设幅值应不小于换能器满足技术要求正常工 作时的最小电流幅值； 预设范围内的值可以具体为 0 , 预设范围也可以为包含 0的相位差范围。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位， 若电流相位超 前电压相位， 负载呈容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当 前的换能器频率要大， 所以当设置的所有谐振频率点预设值的数量未 达到预 设数量且电流相位与电压相位的相位差不为预 设范围内的值时， 或者， 当设 置的所有谐振频率点预设值的数量未达到预设 数量且电流幅值未达到预设幅 值时， 应该进一步在上跳区间 （最大工作频率和谐振频率点预设值之间） 查 找； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载呈感性， 说明当前的换能器频率 值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以当设置的所有谐振频率 点预设值的数量未达到预设数量且电流相位与 电压相位的相位差不为预设范 围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量 且电流幅值未达到预设幅值时， 应该进一步在下跳区间 （最小工作频率和谐 振频率点预设值之间）查找。 显然这样的查找方法通过步骤 S3就缩小了一半 的查找范围。

对于步骤 S4 , 详见上述实施例 1中步骤 S4 , 在此不在赘述。

在步骤 S5中， 使换能器以所述新的谐振频率点预设值运行， 获取换能器 工作在当前上跳区间或当前下跳区间的新的谐 振频率点预设值时的电流相位 和电压相位； 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量， 且电 流相位与电压相位的相位差不为预设范围内的 值时， 若电流相位超前电压相 位， 则跳转到上跳区间， 若电流相位滞后电压相位， 则跳转到下跳区间， 返 回步骤 S4; 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量， 或者电流 相位与电压相位的相位差为预设范围内的值时 ， 进入步骤 S6。

实际上， 步骤 S5的跳频方法相当于步骤 S3。

具体地， 在本实施例中， 在确定好新的上跳区间和新的下跳区间以后， 测量获取换能器工作在当前上跳区间或当前下 跳区间的新的谐振频率点预设 值时的电流相位和电压相位， 若电流相位超前电压相位， 负载呈容性， 说明 当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前的换能器频率要大， 所以当设 置的所有谐振频率点预设值的数量未达到预设 数量且电流相位与电压相位的 相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的数 量未达到预设数量且电流幅值未达到预设幅值 时， 应该进一步在新的上跳区 间 （最大工作频率和新的谐振频率点预设值之间 或原谐振频率点预设值和新 的谐振频率点预设值之间） 查找； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载呈 感性， 说明当前的换能器频率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以当设置的所有谐振频率点预设值的数量未 达到预设数量且电流相位与电 压相位的相位差不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预 设值的数量未达到预设数量且电流幅值未达到 预设幅值时， 应该进一步在新 的下跳区间 （原谐振频率点预设值和新的谐振频率点预设 值之间或新的谐振 频率点预设值和最小工作频率之间 ) 查找。 显然这样的查找方法通过步骤 S5 就又缩小了查找范围，可以重复步骤 S4和步骤 S5 , 直到设置的所有谐振频率 点预设值的数量达到预设数量， 或者换能器的电流相位与电压相位的相位差 为预设范围内的值。

在步骤 S6中， 当设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 获取换能器的电流幅值最大时对应的换能器的 频率即为谐振频率点； 当电流 相位与电压相位的相位差为预设范围内的值且 电流幅值达到预设幅值时， 获 取电流相位与电压相位的相位差为预设范围内 的值且电流幅值达到预设幅值 时换能器的频率即为谐振频率点。

进一步的， 当预设范围内的值具体为 0 时， 即设置新的谐振频率点预设 值直到设置的所有谐振频率点预设值的数量达 到预设数量， 或者换能器的电 流相位和电压相位的相同且电流幅值达到预设 幅值时， 停止设置新的谐振频 率点预设值， 执行步骤 S6。

进一步的， 当预设范围为包含 0 的相位差范围时， 即设置新的谐振频率 点预设值直到设置的所有谐振频率点预设值的 数量达到预设数量， 或者换能 器的电流相位和电压相位差较小、 位于预设范围内且电流幅值达到预设幅值， 停止设置新的谐振频率点预设值， 执行步骤 S6。 此时， 换能器的电流相位和 电压相位差不需要一定为 0。

实际上， 本发明的查找换能器谐振点频率的方法是通过 不断在原上跳区 间或原上下跳区间内设置新的谐振频率点预设 值， 分别对应形成两个新的上 跳区间和新的下跳区间 , 再判断当前电流相位和电压相位的大小关系 , 确定 下一次查找的区间， 每一次跳频都可以缩小上一次区间的至少二分 之一的查 找范围。 也就是说， 查找谐振频率点所需的最多次数为 log取整， 其中《为换 能器允许的最小工作频率和最大工作频率的差 值。 可见， 本发明通过调频查 找的方法， 极大减少了查找次数， 同时也可以减少换能器工作时间和温升， 提高谐振点查找精度， 有效减少换能器做无用功的次数， 提高换能器使用率 和寿命， 同时也减低了使用成本。 此外， 本发明中， 由于查找时间非常短， 可以增加实时监测换能器工作状态的功能。

实施例 4:

为实现上述实施例 1 方法， 本发明还提供一种查找换能器谐振频率点的 系统， 如图 4和图 5所示， 所述查找换能器谐振频率点的系统 1具体包括： 初始化单元 11、 相位判断单元 12、 区间跳转控制单元 13、 跳转区间生成单元 15、 频率输出控制单元 17、 相位釆集单元 16、 谐振频率点获取单元 14、 输入 单元 18以及显示单元 19。

所述初始化单元 11用于完成以下初始化工作： 获取换能器允许的最小工 作频率和最大工作频率， 设置一个谐振频率点预设值， 同时以最大工作频率 和谐振频率点预设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 并获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电 流相位和电压相 位。

在本实施例中， 如图 6所示， 所述初始化单元 11具体包括： 频率获取子 单元 111、 谐振频率点预设子单元 112、 初始跳转区间生成子单元 113、 预设 频率输出子单元 114以及初始相位釆集子单元 115。

所述频率获取子单元 111 用于获取换能器允许的最小工作频率和最大工 作频率。 其中， 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率根 据换能器出厂 时的说明书或相关技术文档的描述可以知道。 通常， 一批换能器出厂时最小 工作频率和最大工作频率的规格和要求基本一 致。

具体地， 如图 5所示， 可以通过所述输入单元 18向初始化单元 11输入 最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设值。 所述输入单元 18包括 键盘、 键入框等。 所述谐振频率点预设子单元 112 用于设置一个谐振频率点预设值。 在不 知道谐振点频率具体为何值时， 可根据经验或釆集频率进行处理的方法预设 一个谐振频率点。 这个谐振频率点预设值应该在换能器允许的最 小工作频率 和最大工作频率之间。

具体地， 在本实施例中， 所述谐振频率点预设值也可以取换能器允许的 最小工作频率和最大工作频率的中间值或者中 间附近值。

所述初始跳转区间生成子单元 113与所述频率获取子单元 111、所述谐振 频率点预设子单元 112相连、 以最大工作频率和谐振频率点预设值形成上跳 区间、 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成下跳 区间。

在获得换能器允许的最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设 值之后， 以谐振频率点预设值为分界点， 形成两个区间。 具体地， 以最大工 作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间， 即上跳区间的两个端点值分别为 最大工作频率和谐振频率点预设值； 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 即下跳区间的两个端点值分别为最小工作频率 和谐振频率点预 设值。

所述预设频率输出子单元 114 用于将谐振频率点预设值输入到换能器中 使换能器以该谐振频率点预设值运行。

所述初始相位釆集子单元 115 用于获取换能器工作在谐振频率点预设值 时的电 相位和电压相位。

所述相位判断单元 12与所述初始化单元 11相连， 当电流相位与电压相 位的相位差不为预设范围内的值时， 若电流相位超前电压相位， 则输出第一 判断结果， 若电流相位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 当电流相位与 电压相位的相位差为预设范围内的值时， 则输出第三判断结果。

其中， 上述预设范围内的值可以具体为 0,预设范围也可以为包含 0的相 位差范围。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位之后， 所述相位 判断单元 12判断该电流相位和该电压相位的超前滞后关� ��， 当电流相位与电 压相位的相位差不为预设范围内的值时， 若电流相位超前电压相位， 负载呈 容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前的换能器频率要大， 所以应该进一步在上跳区间查找， 输出表示应该跳转到上跳区间继续查找的 第一判断结果； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载呈感性， 说明当前的 换能器频率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以应该进一步 在下跳区间查找， 输出表示应该跳转到下跳区间继续查找的第二 判断结果。 显然这样的查找方法就缩小了查找范围。

在电压相位等于或接近电流相位时， 即电流相位与电压相位的相位差为 预设范围内的值时， 说明当前的换能器频率就是谐振点频率， 所以可以在此 时停止查找， 输出表示应该停止继续查找的第三判断结果。

所述区间跳转控制单元 13与所述相位判断单元 12相连， 若接收到所述 相位判断单元 12输出的第一判断结果， 则跳转到上跳区间， 若接收到所述相 位判断单元 12输出的第二判断结果， 则跳转到下跳区间。

所述跳转区间生成单元 15与所述区间跳转控制单元 13相连， 在当前上 跳区间或当前下跳区间内设置新的谐振频率点 预设值， 并以当前上跳区间或 当前下跳区间的两个端点值与对应的新的谐振 频率点预设值形成新的上跳区 间和新的下跳区间。 实际上是继续在当前上跳区间或当前下跳区间 查找谐振 点频率。

具体地， 可以获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间 点频率作为新的 谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应 的中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区 间； 也可以在当前上跳区间或 当前下跳区间内获取任意频率作为新的谐振频 率点预设值， 形成新的上跳区 间和新的下跳区间， 较佳的， 该新的谐振频率点预设值可以根据当前换能器 的电流相位与电压相位的相位差进行设置， 当前换能器的电流相位与电压相 位的相位差越大， 设置的新的谐振频率点预设值就偏离当前谐振 频率点预设 值越多， 当前换能器的电流相位与电压相位的相位差越 小， 设置的新的谐振 频率点预设值越靠近当前谐振频率点预设值。

具体地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则可以获取上跳区间的 中间点频率作为新的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间的两个端点值与 该中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区 间； 也可以获取上跳区间内的 非中间点频率的其它频率作为新的谐振频率点 预设值， 并以当前上跳区间的 两个端点值与该非中间点频率的其它频率形成 新的上跳区间和新的下跳区 间。

更进一步地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 新的谐振频率点预设值与原上跳区间的两个端 点值中的较大值形成； 新的下 跳区间由新的谐振频率点预设值与两个端点值 中的较小值形成。 相对应地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则可以获取下跳区间 的中间点频率作为新的谐振频率点预设值， 并以当前下跳区间的两个端点值 与该中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳 区间； 也可以获取下跳区间内 的非中间点频率的其它频率作为新的谐振频率 点预设值， 并以当前下跳区间 的两个端点值与该非中间点频率的其它频率形 成新的上跳区间和新的下跳区 间。

更进一步地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 新的谐振频率点预设值与原上跳区间的两个端 点值中的较大值形成； 新的下 跳区间由新的谐振频率点预设值与两个端点值 中的较小值形成。

所述频率输出控制单元 17与所述跳转区间生成单元 15及所述换能器相 连， 用于将当前上跳区间或下跳区间的新的谐振频 率点预设值输入到换能器 中使换能器以该新的谐振频率点预设值运行。

所述相位釆集单元 16与所述相位判断单元 12及换能器相连， 获取换能 器工作在当前上跳区间或当前下跳区间的新的 谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位。并将获取的电流相位和电压相 位输送至所述相位判断单元 12, 以供所述相位判断单元 12进行判断。

所述谐振频率点获取单元 14与所述相位判断单元 12相连， 若接收到所 述相位判断单元 12输出的第三判断结果， 则获取电流相位与电压相位的相位 差为预设范围内的值时换能器的频率即为谐振 频率点。 所述谐振频率点获取 单元 14获取的谐振频率点可以通过所述显示单元 19进行显示。

实施例 5:

为实现上述实施例 2方法， 本发明还提供一种查找换能器谐振频率点的 系统， 其结构示意图可参考上述实施例 4提供的查找换能器谐振频率点的系 统的结构示意图， 包括：

初始化单元、 相位判断单元、 区间跳转控制单元、 跳转区间生成单元、 频率输出控制单元、 相位釆集单元、 谐振频率点获取单元、 输入单元以及显 示单元。 所述初始化单元用于完成以下初始化工作： 获取换能器允许的最小工作 频率和最大工作频率， 设置一个谐振频率点预设值， 同时以最大工作频率和 谐振频率点预设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成 下跳区间， 并获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电 流相位和电压相位。

在本实施例中， 所述初始化单元具体包括： 频率获取子单元、 谐振频率 点预设子单元、 初始跳转区间生成子单元、 预设频率输出子单元以及初始相 位釆集子单元。

所述频率获取子单元用于获取换能器允许的最 小工作频率和最大工作频 率。 其中， 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率根 据换能器出厂时的 说明书或相关技术文档的描述可以知道。 通常， 一批换能器出厂时最小工作 频率和最大工作频率的规格和要求基本一致。

具体地， 可以通过所述输入单元向初始化单元输入最小 工作频率、 最大 工作频率以及谐振频率点预设值。 所述输入单元包括键盘、 键入框等。

所述输入单元输入的内容可以通过所述显示单 元显示。

所述谐振频率点预设子单元用于设置一个谐振 频率点预设值。 在不知道 谐振点频率具体为何值时， 可根据经验或釆集频率进行处理的方法预设一 个 谐振频率点。 这个谐振频率点预设值应该在换能器允许的最 小工作频率和最 大工作频率之间。

具体地， 在本实施例中， 所述谐振频率点预设值也可以取换能器允许的 最小工作频率和最大工作频率的中间值或者中 间附近值。

所述初始跳转区间生成子单元与所述频率获取 子单元、 所述谐振频率点 预设子单元相连、 以最大工作频率和谐振频率点预设值形成上跳 区间、 以谐 振频率点预设值和最小工作频率形成下跳区间 。

在获得换能器允许的最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设 值之后， 以谐振频率点预设值为分界点， 形成两个区间。 具体地， 以最大工 作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间， 即上跳区间的两个端点值分别为 最大工作频率和谐振频率点预设值； 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 即下跳区间的两个端点值分别为最小工作频率 和谐振频率点预 设值。

所述预设频率输出子单元用于将谐振频率点预 设值输入到换能器中使换 能器以该谐振频率点预设值运行。

所述初始相位釆集子单元用于获取换能器工作 在谐振频率点预设值时的

¾ 目 矛口 ϋ 目 。

所述相位判断单元与所述初始化单元相连， 判断电流相位和电压相位的 超前滞后关系： 若电流相位超前电压相位， 则输出第一判断结果； 若电流相 位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 若电流相位等于电压相位， 则输出 第三判断结果。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位之后， 所述相位 判断单元判断该电流相位和该电压相位的超前 滞后关系， 在电流相位超前电 压相位时， 负载呈容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前 的换能器频率要大， 所以应该进一步在上跳区间 （最大工作频率和谐振频率 点预设值之间） 查找， 输出表示应该跳转到上跳区间继续查找的第一 判断结 果。

相反， 在电压相位超前电流相位时， 负载呈感性， 说明当前的换能器频 率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以应该进一步在下跳区 间 （最小工作频率和谐振频率点预设值之间） 查找， 输出表示应该跳转到下 跳区间继续查找的第二判断结果。 显然这样的查找方法就缩小了一半的查找 范围。

最好的结果是， 在电压相位等于电流相位时， 说明当前的换能器频率就 是谐振点频率， 所以应该停止查找， 输出表示应该停止继续查找的第三判断 结果。

所述区间跳转控制单元与所述相位判断单元相 连， 若接收到所述相位判 断单元输出的第一判断结果， 则跳转到上跳区间， 若接收到所述相位判断单 元输出的第二判断结果， 则跳转到下跳区间。

所述跳转区间生成单元与所述区间跳转控制单 元相连， 获取当前上跳区 间或当前下跳区间的中间点频率， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个 端点值与对应的中间点频率形成新的上跳区间 和新的下跳区间。

获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频 率， 并以当前上跳区间或 当前下跳区间的两个端点值与对应的中间点频 率形成新的上跳区间和新的下 跳区间。 实际上是继续在当前上跳区间或当前下跳区间 查找谐振点频率。 具 体地， 获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频 率， 并以当前上跳区间 或当前下跳区间的两个端点值与对应的中间点 频率形成新的上跳区间和新的 下跳区间。

具体地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则获取上跳区间的中间 点频率， 并以当前上跳区间的两个端点值（即最大工作 频率和谐振频率点预 设值）与对应的中间点频率形成新的上跳区间 和新的下跳区间。

更进一步地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 原上跳区间的中间点频率与原上跳区间的两个 端点值中的较大值形成， 即新 的上跳区间的两个端点值分别为最大工作频率 和中间点频率； 新的下跳区间 由中间点频率与两个端点值中的较小值形成， 即新的下跳区间的两个端点值 分别为谐振频率点预设值和中间点频率。

相对应地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则获取下跳区间的中 间点频率， 并以当前下跳区间的两个端点值（即最小工作 频率和谐振频率点 预设值） 与对应的中间点频率形成新的上跳区间和新的 下跳区间。

更进一步地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 原上跳区间的中间点频率与原上跳区间的两个 端点值中的较大值形成， 即新 的上跳区间的两个端点值分别为谐振频率点预 设值和中间点频率； 新的下跳 区间由中间点频率与两个端点值中的较小值形 成， 即新的下跳区间的两个端 点值分别为中间点频率和最小工作频率。

所述频率输出控制单元与所述跳转区间生成单 元及所述换能器相连， 用 于将当前上跳区间或下跳区间的中间点频率输 入到换能器中使换能器以该中 间点频率运行。

所述相位釆集单元与所述相位判断单元及换能 器相连， 获取换能器工作 在当前上跳区间或当前下跳区间的中间点频率 时的电流相位和电压相位。 并 将获取的电流相位和电压相位输送至所述相位 判断单元， 以供所述相位判断 单元进行判断。

所述谐振频率点获取单元与所述相位判断单元 相连， 若接收到所述相位 判断单元输出的第三判断结果， 则获取电流相位和电压相位相同时换能器的 频率即为谐振频率点。 所述谐振频率点获取单元获取的谐振频率点可 以通过 所述显示单元进行显示。

实施例 6:

为实现上述实施例 3 方法， 本发明还提供一种查找换能器谐振频率点的 系统， 其结构示意图可参考上述实施例 6提供的查找换能器谐振频率点的系 统的结构示意图， 但单元功能存在差异。

本发明实施例提供的查找换能器谐振频率点的 系统具体包括： 初始化单 元、 相位判断单元、 区间跳转控制单元、 跳转区间生成单元、 频率输出控制 单元、 相位釆集单元、 谐振频率点获取单元、 输入单元以及显示单元。

所述初始化单元用于完成以下初始化工作： 获取换能器允许的最小工作 频率和最大工作频率， 设置一个谐振频率点预设值， 同时以最大工作频率和 谐振频率点预设值形成上跳区间， 以谐振频率点预设值和最小工作频率形成 下跳区间， 并获取换能器工作在谐振频率点预设值时的电 流相位和电压相位。

在本实施例中， 所述初始化单元具体包括： 频率获取子单元、 谐振频率 点预设子单元、 初始跳转区间生成子单元、 预设频率输出子单元以及初始相 位釆集子单元。

所述频率获取子单元用于获取换能器允许的最 小工作频率和最大工作频 率。 其中， 换能器允许的最小工作频率和最大工作频率根 据换能器出厂时的 说明书或相关技术文档的描述可以知道。 通常， 一批换能器出厂时最小工作 频率和最大工作频率的规格和要求基本一致。

具体地， 可以通过所述输入单元向初始化单元输入最小 工作频率、 最大 工作频率以及谐振频率点预设值。 所述输入单元包括键盘、 键入框等。

所述输入单元输入的内容可以通过所述显示单 元显示。

所述谐振频率点预设子单元用于设置一个谐振 频率点预设值。 在不知道 谐振点频率具体为何值时， 可根据经验或釆集频率进行处理的方法预设一 个 谐振频率点。 这个谐振频率点预设值应该在换能器允许的最 小工作频率和最 大工作频率之间。

具体地， 在本实施例中， 所述谐振频率点预设值也可以取换能器允许的 最小工作频率和最大工作频率的中间值或者中 间附近值。

所述初始跳转区间生成子单元与所述频率获取 子单元、 所述谐振频率点 预设子单元相连、 以最大工作频率和谐振频率点预设值形成上跳 区间、 以谐 振频率点预设值和最小工作频率形成下跳区间 。

在获得换能器允许的最小工作频率、 最大工作频率以及谐振频率点预设 值之后， 以谐振频率点预设值为分界点， 形成两个区间。 具体地， 以最大工 作频率和谐振频率点预设值形成上跳区间， 即上跳区间的两个端点值分别为 最大工作频率和谐振频率点预设值； 以谐振频率点预设值和最小工作频率形 成下跳区间， 即下跳区间的两个端点值分别为最小工作频率 和谐振频率点预 设值。

所述预设频率输出子单元用于将谐振频率点预 设值输入到换能器中使换 能器以该谐振频率点预设值运行。

所述初始相位釆集子单元用于获取换能器工作 在谐振频率点预设值时的

¾ 目 矛口 ϋ 目 。

相位判断单元， 与所述初始化单元相连， 当设置的所有谐振频率点预设 值的数量未达到预设数量且电流相位与电压相 位的相位差不为预设范围内的 值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达到 预设数量且电流 幅值未达到预设幅值时， 若电流相位超前电压相位， 则输出第一判断结果， 若电流相位滞后电压相位， 则输出第二判断结果； 当设置的所有谐振频率点 预设值的数量达到预设数量时， 或者， 当电流相位与电压相位的相位差为预 设范围内的值且电流幅值达到预设幅值时， 则输出第三判断结果。

其中， 预设数量即为预先设定的查找次数， 可以根据实验数据来进行合 理设定； 预设幅值应不小于换能器满足技术要求正常工 作时的最小电流幅值； 预设范围内的值可以具体为 0, 预设范围也可以为包含 0的相位差范围。

具体地， 在本实施例中， 使换能器以谐振频率点预设值运行， 釆集或测 量换能器工作在谐振频率点预设值时的电流相 位和电压相位之后， 所述相位 判断单元判断该电流相位和该电压相位的超前 滞后关系， 若电流相位超前电 压相位， 负载呈容性， 说明当前的换能器频率值小了， 谐振点频率比当前的 换能器频率要大， 所以当设置的所有谐振频率点预设值的数量未 达到预设数 量且电流相位与电压相位的相位差不为预设范 围内的值时， 或者， 当设置的 所有谐振频率点预设值的数量未达到预设数量 且电流幅值未达到预设幅值 时， 应该进一步在上跳区间查找， 输出表示应该跳转到上跳区间继续查找的 第一判断结果； 相反， 若电压相位超前电流相位， 负载呈感性， 说明当前的 换能器频率值大了， 谐振点频率比当前的换能器频率要小， 所以当设置的所 有谐振频率点预设值的数量未达到预设数量且 电流相位与电压相位的相位差 不为预设范围内的值时， 或者， 当设置的所有谐振频率点预设值的数量未达 到预设数量且电流幅值未达到预设幅值时， 应该进一步在下跳区间查找， 输 出表示应该跳转到下跳区间继续查找的第二判 断结果。 显然这样的查找方法 就缩小了查找范围。

在设置的所有谐振频率点预设值的数量达到预 设数量时， 说明实际查找 次数达到预先设定的查找次数， 所以可以在此时停止查找， 输出表示应该停 止继续查找的第三判断结果。

在电压相位等于或接近电流相位且电流幅值达 到预设幅值时， 即电流相 位与电压相位的相位差为预设范围内的值且电 流幅值达到预设幅值时， 说明 当前的换能器频率就是谐振点频率， 所以也可以在此时停止查找， 输出表示 应该停止继续查找的第三判断结果。

所述区间跳转控制单元与所述相位判断单元相 连， 若接收到所述相位判 断单元输出的第一判断结果， 则跳转到上跳区间， 若接收到所述相位判断单 元输出的第二判断结果， 则跳转到下跳区间。

所述跳转区间生成单元与所述区间跳转控制单 元相连， 在当前上跳区间 或当前下跳区间内设置新的谐振频率点预设值 ， 并以当前上跳区间或当前下 跳区间的两个端点值与对应的新的谐振频率点 预设值形成新的上跳区间和新 的下跳区间。 实际上是继续在当前上跳区间或当前下跳区间 查找谐振点频率。

具体地， 可以获取当前上跳区间或当前下跳区间的中间 点频率作为新的 谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间或当前下跳区间的两个端点 值与对应 的中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区 间； 也可以在当前上跳区间或 当前下跳区间内获取任意频率作为新的谐振频 率点预设值， 形成新的上跳区 间和新的下跳区间， 较佳的， 该新的谐振频率点预设值可以根据当前换能器 的电流相位与电压相位的相位差进行设置， 当前换能器的电流相位与电压相 位的相位差越大， 设置的新的谐振频率点预设值就偏离当前谐振 频率点预设 值越多， 当前换能器的电流相位与电压相位的相位差越 小， 设置的新的谐振 频率点预设值越靠近当前谐振频率点预设值。

具体地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则可以获取上跳区间的 中间点频率作为新的谐振频率点预设值， 并以当前上跳区间的两个端点值与 该中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳区 间； 也可以获取上跳区间内的 非中间点频率的其它频率作为新的谐振频率点 预设值， 并以当前上跳区间的 两个端点值与该非中间点频率的其它频率形成 新的上跳区间和新的下跳区 间。

更进一步地， 若跳到上跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 新的谐振频率点预设值与原上跳区间的两个端 点值中的较大值形成； 新的下 跳区间由新的谐振频率点预设值与两个端点值 中的较小值形成。

相对应地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则可以获取下跳区间 的中间点频率作为新的谐振频率点预设值， 并以当前下跳区间的两个端点值 与该中间点频率形成新的上跳区间和新的下跳 区间； 也可以获取下跳区间内 的非中间点频率的其它频率作为新的谐振频率 点预设值， 并以当前下跳区间 的两个端点值与该非中间点频率的其它频率形 成新的上跳区间和新的下跳区 间。

更进一步地， 若跳到下跳区间继续查找谐振点频率， 则新的上跳区间由 新的谐振频率点预设值与原上跳区间的两个端 点值中的较大值形成； 新的下 跳区间由新的谐振频率点预设值与两个端点值 中的较小值形成。

所述频率输出控制单元与所述跳转区间生成单 元及所述换能器相连， 用 于将当前上跳区间或下跳区间的新的谐振频率 点预设值输入到换能器中使换 能器以该新的谐振频率点预设值运行。

所述相位釆集单元与所述相位判断单元及换能 器相连， 获取换能器工作 在当前上跳区间或当前下跳区间的新的谐振频 率点预设值时的电流相位和电 压相位。 并将获取的电流相位和电压相位输送至所述相 位判断单元， 以供所 述相位判断单元进行判断。

所述谐振频率点获取单元与所述相位判断单元 相连， 若接收到所述相位 判断单元在设置的所有谐振频率点预设值的数 量达到预设数量时输出的第三 判断结果， 则获取换能器的电流幅值最大时对应的换能器 的频率即为谐振频 率点； 若接收到所述相位判断单元在电流相位与电压 相位的相位差为预设范 围内的值且电流幅值达到预设幅值时输出的第 三判断结果， 则获取电流相位 与电压相位的相位差为预设范围内的值且电流 幅值达到预设幅值时换能器的 频率即为谐振频率点。

实际上， 本发明的查找换能器谐振点频率的系统也是通 过不断在原上跳 区间或原上下跳区间内设置新的谐振频率点预 设值， 分别对应形成两个新的 上跳区间和新的下跳区间， 再判断当前电流相位和电压相位的大小关系， 确 定下一次查找的区间， 每一次跳频都可以缩小上一次区间的至少二分 之一的 查找范围。 也就是说， 查找谐振频率点所需的最多次数为 log取整， 其中 n 为换能器允许的最小工作频率和最大工作频率 的差值。 可见， 本发明通过调 频查找的系统， 极大减少了查找次数， 同时也可以减少换能器工作时间和温 升， 提高谐振点查找精度， 有效减少换能器做无用功的次数， 提高换能器使 用率和寿命， 同时也减低了使用成本。 此外， 本发明中， 由于查找时间非常 短， 可以增加实时监测换能器工作状态的功能。

实施例 7:

为使本领域技术人员进一步理解本发明的查找 换能器谐振频率点的方 法， 下面以具体实例进一步说明本发明中查找换能 器谐振频率点的方法的原 理和实施过程。 在该具体实施例中， 获取当前上跳区间或当前下跳区间的中 间点频率作为每次设置的新的谐振频率点预设 值。

4叚设某批换能器的出厂谐振频率范围为（50000 Hz, 60000Hz ), 即最大工 作频率为 60000Hz, 最小工作频率为 50000Hz。

取其中间点频率即 55000Hz 作为谐振频率点预设值， 即上跳区间为 ( 55000Hz~60000Hz ), 下 ϋ 区间为 （ 50000Ηζ~55000Ηζ )。

此时 4叚设监测到电流的相位超前电压， 需跳到上跳区间， 即进行第 1 次 跳频, ϋ 到 （ 55000Ηζ~60000Ηζ )。

然后取该上跳区间的中间点频率即 57500Hz , 形成新的下跳区间为 ( 55000Hz~57500Hz ), 新的上跳区间为 （ 57500Hz~60000Hz )。

此时假设监测到当前电压相位超前电流，应该 跳到下跳区间， 即进行第 2 次 ϋ频， ϋ到 ( 55000Hz, 57500Hz )。

之后， 重复上述两个步骤， 取该下跳区间中间点频率值即 56250Hz输出， 形成新的上 ϋ 区 间 为 （ 56250Ηζ~57500Ηζ ) , 新的 下 ϋ 区 间 为 ( 55000Ηζ~56250Ηζ )。

以此类推， 当电压电流同相时， 停止跳变， 此时换能器的输出频率即为 谐振频率点。

现有技术中， 从 50000Hz扫频到 60000Hz, 为了保证查找结果的准确性， 可能需要 10000次的判断时间， 但根据本发明的查找换能器谐振频率点的方 法， 计算可知， 在 10000Hz 的谐振点范围内， 最多只需 1(^ ₂ 。漏 - 14次， 即可 查找到谐振点频率， 查找效率提高 99.9%, 极大减少检测等待时间。

综上所述， 如上所述， 本发明的一种查找换能器谐振频率点的方法及 系 统， 达到了以下有益效果：

1、 本发明通过调频查找的方法， 极大减少了查找次数， 最多可由原来的 10000次降低到 14次， 查找效率提高 99.9%, 极大减少检测换能器谐振频率 点的等待时间。

2、 本发明在大大缩减查找时间的同时， 也可以减少换能器工作时间和温 升， 提高谐振点查找精度。

3、 本发明可以有效减少换能器做无用功的次数， 提高换能器使用率和寿 命， 同时也减低了使用成本。

4、 本发明中， 由于查找时间非常短， 可以增加实时监测换能器工作状态 的功能。

所以， 本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具 高度产业利用价值。 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功 效， 而非用于限制本发明。 任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的 精神及范畴下， 对上述实施例 进行修饰或改变。 因此， 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离 本发 明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变， 仍应由本发明 的权利要求所涵盖。