TWI296547B - - Google Patents

Description

1296547 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種驅動裝置，特別是指一種具複頻 掃描之超音波驅動裝置。 【先前技術】 超音波（ultra-sonic)是指頻率在20ΚΗζ以上且人類的耳 朵無法感應到的音波。超音波具有許多方面的用途，例如 超音波清洗機是將超音波傳入一清洗液中，並藉由超音波 使該清洗液產生擾動，以達到洗淨浸在該清洗液中之待清 洗物的效果。甚至也有應用於醫療方面的超音波熱療機， 由熱療機產生的超音波透過皮膚傳送至肌肉的深淺層而產 生熱能，進而達到復健熱療的效果。 參閱圖1 ’ 一超音波清洗機具有一電源供應裝置3、一 超曰波驅動裝置4及複數設置於清洗液中的振盪子（圖未示 )(值彳于庄思的是，振盈子的個數也可以為1個）。該超音波 驅動裝置4包含一訊號產生模組41、一輸出模組42及一超 音波換能模組（transducer)43。該電源供應裝置3與家用交 流電源電連接，且將該交流電源轉換成為一直流的工作電 源並輸出，該訊號產生模組41接收該工作電源，並輸出一 交流的第一驅動訊號Vdl。該輸出模組42接收該工作電源 ，並接收該第一驅動訊號Vdl，且調整該第一驅動訊號Vdl 的大小以成為一第二驅動訊號Vd2。 忒超音波換能模組43接收該第二驅動訊號Vd2且設置 於該清洗液中，並輸出與該第二驅動訊號Vd2相同頻率的 5 .1296547 超音波。該超音波換能模組是以壓電陶瓷（piez〇eiectrie ceramic)元件製成，該壓電陶瓷接受到該第二驅動訊號yd2 時，會轉換該第二驅動訊號Vd2的電能成為機械能，並產 生與該第二驅動訊號Vd2相同頻率的振動。

該超音波驅動該等振盪子產生振動，使該等振盪子擾 動該清洗液。由於該清洗液的黏滞性（viscosity)，該清洗液 的擾動使其自身產生許多細小的真空微泡。利用該等真空 微泡在該清洗液中碰到粘著於待清洗物上的污垢時將會破 裂而使污垢產生強烈的振動，並藉由此種振動使污垢藝 該待清洗物表面，以達到洗淨該待清洗物的作用。 參閱圖2,因為習知的超音波清洗機發出的超音波只有 -固定的頻率’且以該特定頻率的超音波驅動該等振盈子 產生振動’但是因為該等振盈子是以燒結（simering)的方式 製做而成m方式做成的振盈子#驅動财無法完全 -致，因此以該固定頻率的超音波只能對應驅動特定驅動 頻率的振i子產生較佳的振盪，而無法使該等振盈子全部 皆產生較佳的振盪，所以也就無法以全部的振i子共同驅 動該清洗液產生擾動，因此該超音波清洗機的洗淨效 對較差。 【發明内容】 種具複頻掃描之超 之超音波的頻率可 因此，本發明之目的，即在提供一 音波驅動裝置，該超音波驅動裝置輸出 在一特定的範圍内變化。 波驅動裝置包含一訊 於是，本發明具複頻掃描之超音 6 1296547 號產生模組、-輸出模組及_超音波換能模組。 該訊號產生模組輸出一 及手社将疋軏圍内變動的第 一驅動訊號。 讀出权組接收該第_驅動訊號且調整該第—驅動訊 號的大小而成為一第二驅動訊號。 …/超：波換月b模組接收該第二驅動訊號且輸出與該第 二驅動訊號相同頻率的超音波。 【實施方式】

、有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 *參閱圖3、圖4及圖5 ’本發明具複頻掃描之超音波驅 動裝置卜適用於發出超音波以驅動複數振盪子(圖未示)產 =振動’且包含一訊號產生模組n、一輸出模組Η及一超 音波換能模組13,並與外界的—電源供騎置2電連接， 该電源供應m與家用之交流電源電連接，且將該交流 電源轉換成為直流的操作電源。該電源供應裝置2輸出一 12V的直流電壓到該訊號產生模組u、一 2ιν及一 的直_到該輸出模、组12。由於該電源供應裝置2並非 本發明技術改進的重點，且王業界已經有許多習知的電路 可達到對應的功能，因此在此不再贅述。 ★該訊號產生模組U輸出一頻率在—特定範圍内變動的 第-驅動訊號Vdi。該訊號產生模組u包括一掃描單元 111及一振盪單元112。 1296547 -該掃描單元111接收該操作電源，並輸出一電壓值在一 • 預疋範圍内變化的三角波Vm。該振盪單元112接收該三角 • 波Vm及該操作電源，並接收外界輸入的一頻率修正訊號 Vadj ’且輸出一第一驅動訊號vdl，該第一驅動訊號Vdl 的頻率與該三角波Vm的電壓及該頻率修正訊號Vadj相加 • 後的值呈線性關係。在本發明的較佳實施例中，該第一驅 • 動訊號Vdl是頻率在該特定範圍内變化的脈衝信號。 ^ 在本實施例中，該掃描單元111包括一第一晶片1111 ’該振盪單元112包括一第二晶片1121，該第一晶片nll 及第一晶片1121是習知編號LM556的晶片，但不以此為限 〇 該輸出模組12接收該第一驅動訊號vdl及該直流操作 電源’且調整該第一驅動訊號Vdl的大小而成為一第二驅 • 動訊號Vd2，並將該第二驅動訊號Vd2輸出至該超音波換 ' 能模組13。 φ 该超音波換能模組13接收該第二驅動訊號Vd2，且輸 出與该第二驅動訊號V(12相同頻率的超音波。為了驅動該 超音波換能模組13產生超音波，該第二驅動訊號vd2的振 幅必須於200〜500伏特，且該超音波換能模組13將該第二 驅動訊唬Vd2的電能，轉換為驅動該等振盪子振動的機械 能。 孩輸出模組12及該超音波換能模組13並非本發明改 進的重點，且工業界已經有需多習知的電路可以對應的實 現該等模組12、13的功能，因此在此不再贅述。 8 1296547 . 參閱圖6 ’假設該頻率修正訊號Vadj的值為〇V。當該 ' 二角波Vm的電壓為0V時，該第一驅動訊號V(ii的頻率在 • 最低值；隨著該三角波Vm的電壓線性增加，該第一驅動訊 號vdi的頻率也線性增加；當該三角波Vm的電壓達到最 大值時，該第一驅動訊號Vdl的頻率也對應達到最大值， • 該第二驅動訊號Vd2的值是該第一驅動訊號Vdl經過放大 到約500伏特的結果。 • 而若是該頻率修正訊號Vadj的電壓為負，則該第一驅 動訊號Vdl的頻率將如圖7所示。圖7中該第一驅動訊號 Vdl是圖6中第一驅動訊號Vdl以該負電壓值之頻率修正 訊號Vadj調變頻率後的結果，且該第一驅動訊號vdi在對 應該三角波Vm為0V時之頻率小於圖6中該第一驅動訊號 Vdl在對應該三角波vm為〇v時之頻率。 值知注思的是，該掃描單元lu也可以輸出其他形狀的 波幵v到4振i單x丨12，例如正弦波或是方波。當該掃描單 # ^ U 1輸出的是正弦波時，因為正弦波與該三角波Vm的電 壓都是在一特定的範圍内緩慢變化，因此也可以使該振盪 早凡112輸出該頻率在—特定範圍的第-驅動訊號Vdl。而 當該掃描單it m輸出的是方波時，因為方波電壓只會在兩 個值之間改變’因此該第一驅動訊號將對應具有兩個 頻率’所以可以用來驅動雙振盪子。 由於忒第驅動訊號Vdl是在該特定的頻率範圍内變 化，因此該超音波換能模组13產生的超音波的頻率也將會 在該特定的頻率範圍變化，因此該等不同驅動頻率的振盪 9 1296547 子都可以被相對應頻率的超音波驅動而產生振盪。

值得注意的是’本發明具複頻掃描之超音波驅動装置i 也可以應用於其他需要產生超音波的系統中，不限於:超音 波清洗機，例如超音波熔接機與醫療用之超音波熱療機。曰 綜合上述，相較於習知的超音波驅動裝置氕參閱圖1) 只能產生-固定頻率的超音波，本發明具複頻掃描之超音 波驅動裝4 1產生在—特絲圍内變化頻率的超音波，二 此不同驅動頻率的振盈子可被相對應頻率的超音波驅動以 產生振i，所以-包括本發明具複頻掃描之超音波驅動裝 置1的超音波清洗機的清洗效果也會較佳。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍’即大凡依本發明中請:利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾： 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】

圖1疋習知的超音波驅動裝置之一 圖2是一習知的超音波裝置之訊 一驅動訊號； 電路方塊圖； 號產生模組輸出的 第 圖 塊圖， 是本發明具制掃描之超音波關裝置之電路方 "I二二明具有複頻掃描之超音波驅動裝置中該掃 早該振盪早元及-輸出模組的詳細電路圖； 發明具有複㈣描之超音波驅動裝置中該掃 描早70及孩振盪早元的詳細電路圖； 10 1296547 圖6是一掃描單元輸出之三角波及一振盪單元以該三 角波調變頻率之一第一驅動訊號的波形圖；及 圖7是類似圖6的波形圖，說明圖6中該振盪單元接 收到一負電壓值的頻率修正訊號時，該第一驅動訊號的波 形圖。

11 1296547 【主要元件符號說明】 1 <… 超音波驅動裝置 13· * · 超音波換能模組 11 * — 訊號產生模組 2 ·… 電源供應裝置 111 · * 掃描單元 Vm ·. 三角波 1111 * 第一晶片 Vadj * 頻率修正訊號 112 . · 振盪單元 Vdl · · 第一驅動訊號 1121 * 第二晶片 Vd2 · · 第二驅動訊號 12*… 輸出模組 12

Claims (1)

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盪單元，該掃描單元輸出一方波電壓，該振盪單元接收 該方波電壓及外界輸入的一頻率修正訊號，且輸出該第 一驅動訊號，該第一驅動訊號的頻率與該方波電壓及該 頻率修正訊號相加後的值呈線性關係。 14