用于超聲裝置的通信設備,以及用于操作該超聲裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分中所述的用于操作超聲裝置的方法。
[0002]本發明還涉及一種根據權利要求9的前序部分中所述的用于超聲裝置的通信設備以及一種根據權利要求15的前序部分中所述的超聲裝置。
【背景技術】
[0003]此處所討論的超聲裝置規則地包括超聲產生器和具有與超聲產生器電操作性連接的超聲振蕩單元。超聲產生器提供射頻電激勵信號(RF激勵信號或RF信號),其用來激勵存在于超聲振蕩單元中的(超)聲變換器振蕩以便產生實際的超聲。
[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生器,即使不意在將超聲振蕩器單元與相關的超聲產生器一起使用。尤其是,在該連接中,有可能在不正確的激勵頻率和/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致兩個組件(即超聲振蕩單元和超聲發生器)的損毀。如果功率太弱,超聲加工的結果將不會規則地具有想要的質量。
[0005]DE 43 22 388 Al公開了一種用于超聲粉碎機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,運行穿過超聲產生器(RF產生器)的寬頻帶并且在該過程中監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,那么再次運行穿過頻帶。這樣使得有可能補償焊頭的磨損和破裂,并且避免包含在RF產生器中的用于控制超聲變換器的功率輸出級的過載。
【發明內容】
[0006]本發明基于規定一種方法和一種裝置的目標,該方法和裝置可以特別地用于避免例如用于焊頭或發射器的超聲振蕩單元被不適合于此目的的超聲產生器操作,并且反之亦然。
[0007]本目標借由一種具有權利要求1的特征的方法、一種具有權利要求9的特征的通信設備、以及一種具有權利要求15的特征的超聲裝置來實現。每個從屬權利要求涉及有益的發展,這些權利要求的措詞在此通過明確的參考結合到說明書中以便避免重復的文字。
[0008]根據本發明,一種用于操作超聲裝置的方法,該超聲裝置具有超聲產生器并且具有與超聲產生器電操作性連接的超聲振蕩單元,超聲產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它產生超聲,其特征在于,超聲振蕩單元和超聲產生器經由操作性數據和/或信號連接優選數字地互相通信,超聲振蕩單元向超聲產生器發送識別數據,該識別數據使得超聲產生器能夠識別超聲振蕩單元。
[0009]一種根據本發明用于超聲裝置的通信設備,該超聲裝置具有超聲產生器并且具有與超聲產生器電操作性連接的超聲振蕩單元,超聲產生器被設計為向包含在超聲振蕩單元中的超聲變換器供電并且激勵它產生超聲,其特征在于,在超聲振蕩單元和超聲產生器之間形成操作性數據和/或信號通信連接,超聲振蕩單元被設計為優選地以數字方式經由操作性通信連接向超聲產生器發送識別數據和/或特性數據形式的數據,并且超聲產生器被設計為使用該數據識別超聲振蕩單元,優選地還設計為確定超聲振蕩單元的物理特性或狀態,特別地設計為執行如在前述方法權利要求的其中一項所述的方法。
[0010]一種根據本發明的超聲裝置,其具有超聲產生器并且具有與超聲產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利要求中的其中一項所述的通信設備。
[0011]根據本發明的方案因此提供用于在超聲產生器與超聲振蕩單元之間發生通信。該通信經由所述操作數據和/或信號連接優選數字地發生。在此情況下,超聲振蕩單元向超聲產生器發送唯一的識別數據,該識別數據可以包括例如序列號等,但不是將本發明限于此。所述識別數據使得超聲產生器能夠識別超聲單元。以此方式,超聲產生器可以特別地辨別所連接的超聲振蕩單元是否實際上適合與當前產生器類型一起操作。這樣使得能夠可靠地避免組件受到破壞或損毀,如根據現有技術可能會發生的。
[0012]在根據本發明的方法的發展中,還可以向超聲產生器發送超聲振蕩單元的其它特性,例如共振頻率、額定功率、功率損耗等細節。還可以發送例如超聲振蕩單元的合計先前操作周期(聲音發射時間)的其它數據和/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節。甚至可以發送用于激勵信號的最佳調節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方法由申請人在已經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據或特性數據,而且還有可能例如通過測量物理特性和參數,特別是超聲振蕩單元的當前溫度或在超聲振蕩單元上或內部的濕度值,向超聲產生器發送動態確定的關于超聲振蕩單元的特性數據。
[0014]根據本發明的方法的相應發展因此還提供超聲振蕩單元向超聲產生器發送與超聲振蕩單元有關的特別預存的或動態確定的特性數據、或借由傳感器確定的特性數據。該列舉是非窮舉的,所述特性數據可以包括下列特性的至少一個:額定功率、功率損耗、共振頻率、序列號、生產日期、聲音發射時間、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]根據本發明的方法的特別發展提供基于識別結果和/或特性數據來自動選擇超聲產生器的操作狀態。這可以意味著,在已經向超聲產生器發送所述特性數據之后,基于與超聲振蕩單元有關的特性數據適應用于超聲振蕩單元的激勵信號。這可以意味著,例如,激勵頻率被設置為在針對開始頻率和停止頻率而被發送的值之間的值,這些頻率可以與超聲振蕩單元的共振頻率(串聯共振和并聯共振)相一致。然而,極端情況也可以包括這樣的事實,如果超聲產生器從識別數據或特性數據得出所連接的超聲振蕩單元必須不與當前產生器類型一起使用,那么它不向超聲振蕩單元施加任何激勵信號。當存儲在超聲振蕩單元中并且被發送給超聲產生器的聲音發射時間指示,相關超聲振蕩單元已經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。如果濕氣已經滲透超聲振蕩單元,那么也可以接著發生相應的過程,但不將本發明限于這些操作模式。
[0016]在根據本發明的方法的發展中,優選地以雙向方式執行通信,超聲產生器還向超聲振蕩單元發送數據。利用超聲振蕩單元的恰當配置,所述數據可以存儲在那里,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地更新所連接的超聲振蕩單元的聲音發射時間,這已經在上文進一步討論。此外,和超聲振蕩單元一起已經操作的產生器或產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生器僅與超聲產生器接受其識別數據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量的超聲振蕩單元引起的結果的損壞或危害發生。
[0018]作為根據本發明的方法的一個特別有益的發展的一部分,經由在超聲產生器與超聲振蕩單元之間的射頻供應線執行在超聲產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信號則經由該射頻供應線被發送以用于產生超聲的目的。此配置是特別有益的,因為不需要附加的通信連接或通信線路。在硬件方面,相應方法基本上利用已經存在的常規超聲裝置的組件來管理。
[0019]然而,本發明決不以任何方式限于上文所描述的配置。如果經由附加通信線路執行通信或經由在超聲產生器和超聲振蕩單元之間的相應無線通信連接無線地執行,不必多言,這是在本發明的范圍內的。
[0020]作為根據本發明的方法的另一發展,通信中涉及的超聲產生器和/或超聲振蕩單元的元件可以以無接觸方式、優選地電容性和/或電感性、或電氣性耦合到射頻供應線或耦合到在超聲產生器與超聲振蕩單元之間的單獨的無線或有線通信連接。
[0021]在根據本發明的方法的相應發展中,針對實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頻率不同的調制頻率被調制。所述調制頻率優選地高于用于超聲振蕩單元的激勵頻率。這樣使得特別地能夠以簡單方式實現通信中涉及的元件的電容性和/或電感性耦合(上文進一步描述)。照此可以以這樣的方式電氣地設計這些元件,即它們基本上不響應于用于超聲振蕩單元的RF激勵信號,而是它們對實際通信