用于超聲裝置的通信設(shè)備,以及用于操作該超聲裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分中所述的用于操作超聲裝置的方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分中所述的用于超聲裝置的通信設(shè)備以及一種根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分中所述的超聲裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]此處所討論的超聲裝置規(guī)則地包括超聲產(chǎn)生器和具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元。超聲產(chǎn)生器提供射頻電激勵(lì)信號(RF激勵(lì)信號或RF信號)，其用來激勵(lì)存在于超聲振蕩單元中的(超)聲變換器振蕩以便產(chǎn)生實(shí)際的超聲。
[0004]這里的問題是，一般能夠容易做到將任何期望的超聲振蕩單元連接到超聲產(chǎn)生器，即使不意在將超聲振蕩器單元與相關(guān)的超聲產(chǎn)生器一起使用。尤其是，在該連接中，有可能在不正確的激勵(lì)頻率和/或在過高的功率操作超聲振蕩單元，在最糟糕的方案中這可以導(dǎo)致兩個(gè)組件(即超聲振蕩單元和超聲發(fā)生器)的損毀。如果功率太弱，超聲加工的結(jié)果將不會(huì)規(guī)則地具有想要的質(zhì)量。
[0005]DE 43 22 388 Al公開了一種用于超聲粉碎機(jī)的安全振蕩建立的電路布置，其中針對具有耦合的焊頭的聲波變換器的安全振蕩建立，運(yùn)行穿過超聲產(chǎn)生器(RF產(chǎn)生器)的寬頻帶并且在該過程中監(jiān)控來自壓電陶瓷盤的反饋信號的幅度。如果振蕩建立需要的反饋幅度下沖，那么再次運(yùn)行穿過頻帶。這樣使得有可能補(bǔ)償焊頭的磨損和破裂，并且避免包含在RF產(chǎn)生器中的用于控制超聲變換器的功率輸出級的過載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明基于規(guī)定一種方法和一種裝置的目標(biāo)，該方法和裝置可以特別地用于避免例如用于焊頭或發(fā)射器的超聲振蕩單元被不適合于此目的的超聲產(chǎn)生器操作，并且反之亦然。
[0007]本目標(biāo)借由一種具有權(quán)利要求1的特征的方法、一種具有權(quán)利要求9的特征的通信設(shè)備、以及一種具有權(quán)利要求15的特征的超聲裝置來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)從屬權(quán)利要求涉及有益的發(fā)展，這些權(quán)利要求的措詞在此通過明確的參考結(jié)合到說明書中以便避免重復(fù)的文字。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作超聲裝置的方法，該超聲裝置具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，超聲產(chǎn)生器向包含在超聲振蕩單元中的超聲變換器供電并且激勵(lì)它產(chǎn)生超聲，其特征在于，超聲振蕩單元和超聲產(chǎn)生器經(jīng)由操作性數(shù)據(jù)和/或信號連接優(yōu)選數(shù)字地互相通信，超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送識別數(shù)據(jù)，該識別數(shù)據(jù)使得超聲產(chǎn)生器能夠識別超聲振蕩單元。
[0009]一種根據(jù)本發(fā)明用于超聲裝置的通信設(shè)備，該超聲裝置具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，超聲產(chǎn)生器被設(shè)計(jì)為向包含在超聲振蕩單元中的超聲變換器供電并且激勵(lì)它產(chǎn)生超聲，其特征在于，在超聲振蕩單元和超聲產(chǎn)生器之間形成操作性數(shù)據(jù)和/或信號通信連接，超聲振蕩單元被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地以數(shù)字方式經(jīng)由操作性通信連接向超聲產(chǎn)生器發(fā)送識別數(shù)據(jù)和/或特性數(shù)據(jù)形式的數(shù)據(jù)，并且超聲產(chǎn)生器被設(shè)計(jì)為使用該數(shù)據(jù)識別超聲振蕩單元，優(yōu)選地還設(shè)計(jì)為確定超聲振蕩單元的物理特性或狀態(tài)，特別地設(shè)計(jì)為執(zhí)行如在前述方法權(quán)利要求的其中一項(xiàng)所述的方法。
[0010]一種根據(jù)本發(fā)明的超聲裝置，其具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，其特征在于如在前述裝置權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的通信設(shè)備。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方案因此提供用于在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間發(fā)生通信。該通信經(jīng)由所述操作數(shù)據(jù)和/或信號連接優(yōu)選數(shù)字地發(fā)生。在此情況下，超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送唯一的識別數(shù)據(jù)，該識別數(shù)據(jù)可以包括例如序列號等，但不是將本發(fā)明限于此。所述識別數(shù)據(jù)使得超聲產(chǎn)生器能夠識別超聲單元。以此方式，超聲產(chǎn)生器可以特別地辨別所連接的超聲振蕩單元是否實(shí)際上適合與當(dāng)前產(chǎn)生器類型一起操作。這樣使得能夠可靠地避免組件受到破壞或損毀，如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可能會(huì)發(fā)生的。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方法的發(fā)展中，還可以向超聲產(chǎn)生器發(fā)送超聲振蕩單元的其它特性，例如共振頻率、額定功率、功率損耗等細(xì)節(jié)。還可以發(fā)送例如超聲振蕩單元的合計(jì)先前操作周期(聲音發(fā)射時(shí)間)的其它數(shù)據(jù)和/或用于確定超聲振蕩單元的最佳操作范圍的頻率掃描的開始頻率和停止頻率的細(xì)節(jié)。甚至可以發(fā)送用于激勵(lì)信號的最佳調(diào)節(jié)的超聲振蕩單元的整體的依賴于頻率的阻抗輪廓。用于操作超聲裝置的相應(yīng)方法由申請人在已經(jīng)未決專利申請中描述，即DE 10 2012 215 993.2和DE 10 2012 215 994.0中，其被全文引用。
[0013]利用超聲振蕩單元的恰當(dāng)配置，特別是通過提供合適的傳感器，不僅有可能取回或者存儲永久存儲的識別數(shù)據(jù)或特性數(shù)據(jù)，而且還有可能例如通過測量物理特性和參數(shù)，特別是超聲振蕩單元的當(dāng)前溫度或在超聲振蕩單元上或內(nèi)部的濕度值，向超聲產(chǎn)生器發(fā)送動(dòng)態(tài)確定的關(guān)于超聲振蕩單元的特性數(shù)據(jù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)發(fā)展因此還提供超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送與超聲振蕩單元有關(guān)的特別預(yù)存的或動(dòng)態(tài)確定的特性數(shù)據(jù)、或借由傳感器確定的特性數(shù)據(jù)。該列舉是非窮舉的，所述特性數(shù)據(jù)可以包括下列特性的至少一個(gè):額定功率、功率損耗、共振頻率、序列號、生產(chǎn)日期、聲音發(fā)射時(shí)間、阻抗輪廓、用于確定操作范圍的開始頻率和停止頻率、溫度、濕度等。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法的特別發(fā)展提供基于識別結(jié)果和/或特性數(shù)據(jù)來自動(dòng)選擇超聲產(chǎn)生器的操作狀態(tài)。這可以意味著，在已經(jīng)向超聲產(chǎn)生器發(fā)送所述特性數(shù)據(jù)之后，基于與超聲振蕩單元有關(guān)的特性數(shù)據(jù)適應(yīng)用于超聲振蕩單元的激勵(lì)信號。這可以意味著，例如，激勵(lì)頻率被設(shè)置為在針對開始頻率和停止頻率而被發(fā)送的值之間的值，這些頻率可以與超聲振蕩單元的共振頻率(串聯(lián)共振和并聯(lián)共振)相一致。然而，極端情況也可以包括這樣的事實(shí)，如果超聲產(chǎn)生器從識別數(shù)據(jù)或特性數(shù)據(jù)得出所連接的超聲振蕩單元必須不與當(dāng)前產(chǎn)生器類型一起使用，那么它不向超聲振蕩單元施加任何激勵(lì)信號。當(dāng)存儲在超聲振蕩單元中并且被發(fā)送給超聲產(chǎn)生器的聲音發(fā)射時(shí)間指示，相關(guān)超聲振蕩單元已經(jīng)具有過長的操作周期并且因此是有缺陷的，那么相似的行為也是可能的。如果濕氣已經(jīng)滲透超聲振蕩單元，那么也可以接著發(fā)生相應(yīng)的過程，但不將本發(fā)明限于這些操作模式。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法的發(fā)展中，優(yōu)選地以雙向方式執(zhí)行通信，超聲產(chǎn)生器還向超聲振蕩單元發(fā)送數(shù)據(jù)。利用超聲振蕩單元的恰當(dāng)配置，所述數(shù)據(jù)可以存儲在那里，為此目的超聲振蕩單元可以具有合適的存儲元件。這樣特別地使得有可能連續(xù)地更新所連接的超聲振蕩單元的聲音發(fā)射時(shí)間，這已經(jīng)在上文進(jìn)一步討論。此外，和超聲振蕩單元一起已經(jīng)操作的產(chǎn)生器或產(chǎn)生器類型可以以此方式存儲在超聲振蕩單元中。
[0017]如果提供給出的超聲產(chǎn)生器僅與超聲產(chǎn)生器接受其識別數(shù)據(jù)的超聲振蕩單元一起工作，那么還有可能避免使用偽造和可能低質(zhì)量的超聲振蕩單元引起的結(jié)果的損壞或危害發(fā)生。
[0018]作為根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特別有益的發(fā)展的一部分，經(jīng)由在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的射頻供應(yīng)線執(zhí)行在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的通信，不然用于超聲振蕩單元的射頻激勵(lì)信號則經(jīng)由該射頻供應(yīng)線被發(fā)送以用于產(chǎn)生超聲的目的。此配置是特別有益的，因?yàn)椴恍枰郊拥耐ㄐ胚B接或通信線路。在硬件方面，相應(yīng)方法基本上利用已經(jīng)存在的常規(guī)超聲裝置的組件來管理。
[0019]然而，本發(fā)明決不以任何方式限于上文所描述的配置。如果經(jīng)由附加通信線路執(zhí)行通信或經(jīng)由在超聲產(chǎn)生器和超聲振蕩單元之間的相應(yīng)無線通信連接無線地執(zhí)行，不必多言，這是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
[0020]作為根據(jù)本發(fā)明的方法的另一發(fā)展，通信中涉及的超聲產(chǎn)生器和/或超聲振蕩單元的元件可以以無接觸方式、優(yōu)選地電容性和/或電感性、或電氣性耦合到射頻供應(yīng)線或耦合到在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的單獨(dú)的無線或有線通信連接。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)發(fā)展中，針對實(shí)際通信有利地使用信號，該信號采用與用于超聲振蕩單元的激勵(lì)頻率不同的調(diào)制頻率被調(diào)制。所述調(diào)制頻率優(yōu)選地高于用于超聲振蕩單元的激勵(lì)頻率。這樣使得特別地能夠以簡單方式實(shí)現(xiàn)通信中涉及的元件的電容性和/或電感性耦合(上文進(jìn)一步描述)。照此可以以這樣的方式電氣地設(shè)計(jì)這些元件，即它們基本上不響應(yīng)于用于超聲振蕩單元的RF激勵(lì)信號，而是它們對實(shí)際通信