JPH0557243A - 超音波振動発生装置 - Google Patents
超音波振動発生装置Info
- Publication number
- JPH0557243A JPH0557243A JP22165291A JP22165291A JPH0557243A JP H0557243 A JPH0557243 A JP H0557243A JP 22165291 A JP22165291 A JP 22165291A JP 22165291 A JP22165291 A JP 22165291A JP H0557243 A JPH0557243 A JP H0557243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillator
- control voltage
- voltage
- vibrator
- frequency
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温時または高温時においても発振器の発振
周波数の範囲が基本共振周波数から外れることのない超
音波振動発生装置を提供する。 【構成】 発振器３の構成部品の温度変化によって発振
器３の発振周波数が上昇すると、同時に温度補正回路１
１の抵抗値が増加して発振器３の制御電圧が低下し、発
振器３の発振周波数は共振可能な範囲内に維持される。
また、発振器３の発振周波数が低下すると、同時に温度
補正回路１１の抵抗値が減少して発振器３の制御電圧が
上昇し、発振器３の発振周波数は共振可能な範囲内に維
持される。
周波数の範囲が基本共振周波数から外れることのない超
音波振動発生装置を提供する。 【構成】 発振器３の構成部品の温度変化によって発振
器３の発振周波数が上昇すると、同時に温度補正回路１
１の抵抗値が増加して発振器３の制御電圧が低下し、発
振器３の発振周波数は共振可能な範囲内に維持される。
また、発振器３の発振周波数が低下すると、同時に温度
補正回路１１の抵抗値が減少して発振器３の制御電圧が
上昇し、発振器３の発振周波数は共振可能な範囲内に維
持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰＬＬ（フェ−ズ・ロッ
ク・ル−プ）回路によって振動子に供給する高周波信号
を制御する超音波振動発生装置に関するもので、例えば
手指消毒器の消毒液霧化装置等に利用される。
ク・ル−プ）回路によって振動子に供給する高周波信号
を制御する超音波振動発生装置に関するもので、例えば
手指消毒器の消毒液霧化装置等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】超音波振動発生装置の振動子はその基本
共振周波数で駆動される場合に最も振動発生効率が良く
なるが、その駆動信号の周波数が基本共振周波数から僅
かでも外れると振動発生効率が著しく低下する。そこ
で、駆動信号の周波数を常に基本共振周波数に近づける
方法としてＰＬＬ制御方式が採用されている。この制御
方式は、外部から入力される制御電圧に比例して発振周
波数が決まる電圧制御発振器（以下、発振器という）に
よって振動子を駆動するとともに、その駆動電圧と駆動
電流を検出して両者の位相が同期するよう発振器の制御
電圧をフィ−ドバック制御することにより、基本共振周
波数を追尾しようとするものである。
共振周波数で駆動される場合に最も振動発生効率が良く
なるが、その駆動信号の周波数が基本共振周波数から僅
かでも外れると振動発生効率が著しく低下する。そこ
で、駆動信号の周波数を常に基本共振周波数に近づける
方法としてＰＬＬ制御方式が採用されている。この制御
方式は、外部から入力される制御電圧に比例して発振周
波数が決まる電圧制御発振器（以下、発振器という）に
よって振動子を駆動するとともに、その駆動電圧と駆動
電流を検出して両者の位相が同期するよう発振器の制御
電圧をフィ−ドバック制御することにより、基本共振周
波数を追尾しようとするものである。
【０００３】一方、振動子には振動子で発生した振動の
振幅を拡大するためのホ−ンが取付けられているが、ホ
−ンを取付けることによって基本共振周波数付近に多く
の副共振点が発生し、始動時等に振動子が副共振点で駆
動され、基本共振周波数での駆動ができなくなるという
問題がある。このため、駆動信号の周波数を基本共振周
波数を中心にできるだけ狭い範囲に制限し、発振器の発
振周波数がこの範囲内に入るよう発振器の制御電圧を規
制している。
振幅を拡大するためのホ−ンが取付けられているが、ホ
−ンを取付けることによって基本共振周波数付近に多く
の副共振点が発生し、始動時等に振動子が副共振点で駆
動され、基本共振周波数での駆動ができなくなるという
問題がある。このため、駆動信号の周波数を基本共振周
波数を中心にできるだけ狭い範囲に制限し、発振器の発
振周波数がこの範囲内に入るよう発振器の制御電圧を規
制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基本共
振周波数が常温時において駆動信号の周波数範囲内に入
るように設定しても、低温時または高温時においては発
振器を構成する電子部品の温度変化によって発振器の発
振周波数が変動し、振動子の基本共振周波数から外れて
しまうという問題点があった。即ち、図５に示すよう
に、低温時においては駆動信号の上限周波数曲線ｆU1が
上限値ｆmax を上回って共振できなくなり、高温時にお
いては駆動信号の下限周波数曲線ｆD1が下限値ｆmin を
下回って共振できなくなる。また、発振器に温度ドリフ
トの少ない高精度の電子部品（ＯＰアンプ、コンデンサ
等）を用いれば前記問題点を解決することもできるが、
これら高精度部品は高価であるため、コストが高くつく
という新たな問題を招来する難点があった。
振周波数が常温時において駆動信号の周波数範囲内に入
るように設定しても、低温時または高温時においては発
振器を構成する電子部品の温度変化によって発振器の発
振周波数が変動し、振動子の基本共振周波数から外れて
しまうという問題点があった。即ち、図５に示すよう
に、低温時においては駆動信号の上限周波数曲線ｆU1が
上限値ｆmax を上回って共振できなくなり、高温時にお
いては駆動信号の下限周波数曲線ｆD1が下限値ｆmin を
下回って共振できなくなる。また、発振器に温度ドリフ
トの少ない高精度の電子部品（ＯＰアンプ、コンデンサ
等）を用いれば前記問題点を解決することもできるが、
これら高精度部品は高価であるため、コストが高くつく
という新たな問題を招来する難点があった。
【０００５】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、低温時または高温時
においても発振器の発振周波数の範囲が基本共振周波数
から外れることのない超音波振動発生装置を提供するこ
とにある。
であり、その目的とするところは、低温時または高温時
においても発振器の発振周波数の範囲が基本共振周波数
から外れることのない超音波振動発生装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、高周波信号を印加することによって振動を
発生する振動子と、外部から入力される制御電圧に比例
した駆動信号を振動子に供給する発振器と、振動子に供
給される駆動信号の電圧を検出する電圧検出器と、振動
子に供給される駆動信号の電流を検出する電流検出器
と、検出された電圧及び電流の位相を比較し、両者が同
期するよう発振器の制御電圧を制御する位相比較回路
と、発振器の発振周波数が振動子の基本共振周波数を含
む所定範囲内に入るよう発振器の制御電圧を規制するリ
ミッタ回路とを備えた超音波振動発生装置において、前
記発振器の周辺温度に基づいて発振器の制御電圧を補正
する温度補正回路を設けている。
するために、高周波信号を印加することによって振動を
発生する振動子と、外部から入力される制御電圧に比例
した駆動信号を振動子に供給する発振器と、振動子に供
給される駆動信号の電圧を検出する電圧検出器と、振動
子に供給される駆動信号の電流を検出する電流検出器
と、検出された電圧及び電流の位相を比較し、両者が同
期するよう発振器の制御電圧を制御する位相比較回路
と、発振器の発振周波数が振動子の基本共振周波数を含
む所定範囲内に入るよう発振器の制御電圧を規制するリ
ミッタ回路とを備えた超音波振動発生装置において、前
記発振器の周辺温度に基づいて発振器の制御電圧を補正
する温度補正回路を設けている。
【０００７】
【作用】本発明の超音波振動発生装置によれば、発振器
から振動子に駆動信号が印加されると振動子は振動を発
生する。この時、電圧検出器及び電流検出器によって駆
動信号の電圧及び電流が検出され、両者の位相が同期す
るよう制御された発振器の制御電圧が位相比較回路から
出力される。これにより、振動子がその基本共振周波数
で駆動され、発振器の制御電圧は発振器の発振周波数が
振動子の基本共振周波数を含む所定範囲内に入るようリ
ミッタ回路によって制御される。また、リミッタ回路に
よって制御された制御電圧は発振器の周辺温度に基づい
て温度補正回路によって補正される。
から振動子に駆動信号が印加されると振動子は振動を発
生する。この時、電圧検出器及び電流検出器によって駆
動信号の電圧及び電流が検出され、両者の位相が同期す
るよう制御された発振器の制御電圧が位相比較回路から
出力される。これにより、振動子がその基本共振周波数
で駆動され、発振器の制御電圧は発振器の発振周波数が
振動子の基本共振周波数を含む所定範囲内に入るようリ
ミッタ回路によって制御される。また、リミッタ回路に
よって制御された制御電圧は発振器の周辺温度に基づい
て温度補正回路によって補正される。
【０００８】
【実施例】第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示す
ものである。
ものである。
【０００９】同図において、１は高周波信号を印加する
ことによって振動を発生する、例えばランジュバン型の
振動子である。この振動子１には図２に示すように柱状
のホ−ン２が連結され、振動子１で発生した振動はホ−
ン２によって振幅を拡大され、ホ−ン２の下端から出力
される。
ことによって振動を発生する、例えばランジュバン型の
振動子である。この振動子１には図２に示すように柱状
のホ−ン２が連結され、振動子１で発生した振動はホ−
ン２によって振幅を拡大され、ホ−ン２の下端から出力
される。
【００１０】３は振動子１に駆動信号を供給する電圧制
御発振器（以下、発振器という）で、駆動スイッチ４及
び増幅回路５を介して振動子１に接続されている。この
発振器３は家庭用交流電源等からなる電源６から供給さ
れる電圧によって駆動する一方、後記する位相比較回路
９から入力される制御電圧に比例して発振周波数が決ま
るようになっている。
御発振器（以下、発振器という）で、駆動スイッチ４及
び増幅回路５を介して振動子１に接続されている。この
発振器３は家庭用交流電源等からなる電源６から供給さ
れる電圧によって駆動する一方、後記する位相比較回路
９から入力される制御電圧に比例して発振周波数が決ま
るようになっている。
【００１１】７は電圧検出器、８は電流検出器で、それ
ぞれ増幅回路５から振動子１へ供給される駆動信号の電
圧及び電流を検出している。
ぞれ増幅回路５から振動子１へ供給される駆動信号の電
圧及び電流を検出している。
【００１２】９は電圧検出器７及び電流検出器８によっ
て検出された電圧及び電流の位相を比較する位相比較回
路で、その比較結果に基づいて発振器３の制御電圧（直
流電圧）を出力するようになっている。即ち、電流の位
相が電圧よりも進んでいれば制御電圧が高くなり、その
逆の場合は制御電圧が低くなるように動作する。
て検出された電圧及び電流の位相を比較する位相比較回
路で、その比較結果に基づいて発振器３の制御電圧（直
流電圧）を出力するようになっている。即ち、電流の位
相が電圧よりも進んでいれば制御電圧が高くなり、その
逆の場合は制御電圧が低くなるように動作する。
【００１３】１０は発振器３の制御電圧を規制するリミ
ッタ回路で、それぞれ発振器３の発振周波数が上限値ｆ
max 〜下限値ｆmin の範囲内に入るよう発振器３の制御
電圧を制御する。発振周波数の上限値ｆmax 及び下限値
ｆmin はそれぞれ常温時において振動子１の基本共振周
波数ｆ0 が中心となるよう狭い範囲に設定され、この範
囲内ならば共振に入ることができる。
ッタ回路で、それぞれ発振器３の発振周波数が上限値ｆ
max 〜下限値ｆmin の範囲内に入るよう発振器３の制御
電圧を制御する。発振周波数の上限値ｆmax 及び下限値
ｆmin はそれぞれ常温時において振動子１の基本共振周
波数ｆ0 が中心となるよう狭い範囲に設定され、この範
囲内ならば共振に入ることができる。
【００１４】１１はリミッタ回路１０によって規制され
た制御電圧を発振器３の周辺温度に応じて補正する温度
補正回路で、その回路構成を図３に示す。この温度補正
回路１１は、発振器３の周辺温度を検知するサ−ミスタ
１２にサ−ミスタ１２の抵抗値を補正する補正抵抗１３
を並列に接続し、これらサ−ミスタ１２及び補正抵抗１
３の一端をリミッタ回路１０側に接続している。また、
サ−ミスタ１２及び補正抵抗１３の他端には発振器３の
部品のバラツキを調整する可変抵抗１４の一端が接続さ
れ、可変抵抗１４の可動子１４ａは発振器３側に接続さ
れている。更に、可変抵抗１４の他端には一端を接地し
た固定抵抗１５が接続され、可変抵抗１４の調整精度を
向上させている。即ち、サ−ミスタ１２は温度が低くな
ると抵抗値が増加し、温度が高くなると抵抗値が減少す
るから、低温時は温度補正回路１１の抵抗値が増加し、
高温時は温度補正回路１１の抵抗値が減少する。
た制御電圧を発振器３の周辺温度に応じて補正する温度
補正回路で、その回路構成を図３に示す。この温度補正
回路１１は、発振器３の周辺温度を検知するサ−ミスタ
１２にサ−ミスタ１２の抵抗値を補正する補正抵抗１３
を並列に接続し、これらサ−ミスタ１２及び補正抵抗１
３の一端をリミッタ回路１０側に接続している。また、
サ−ミスタ１２及び補正抵抗１３の他端には発振器３の
部品のバラツキを調整する可変抵抗１４の一端が接続さ
れ、可変抵抗１４の可動子１４ａは発振器３側に接続さ
れている。更に、可変抵抗１４の他端には一端を接地し
た固定抵抗１５が接続され、可変抵抗１４の調整精度を
向上させている。即ち、サ−ミスタ１２は温度が低くな
ると抵抗値が増加し、温度が高くなると抵抗値が減少す
るから、低温時は温度補正回路１１の抵抗値が増加し、
高温時は温度補正回路１１の抵抗値が減少する。
【００１５】以上のように構成された超音波振動発生装
置においては、駆動スイッチ４をＯＮにすると、発振器
３から出力された駆動信号が増幅回路５によって増幅さ
れ、振動子１に印加される。この時、電圧検出器７及び
電流検出器８によって駆動信号の電圧及び電流が検出さ
れ、両者の位相が位相比較回路９によって比較される。
位相比較回路９は電流の位相が電圧よりも進んでいれば
制御電圧が高くなり、その逆の場合は制御電圧が低くな
るように動作するから、駆動信号の周波数が基本共振周
波数ｆ0 に近づくようフィ−ドバック制御される。ま
た、位相比較回路９から出力された制御電圧は、発振器
３の発振周波数が上限値ｆmax 〜下限値ｆmin の範囲内
に入るようリミッタ回路１０に制御され、リミッタ回路
１０に制御された制御電圧は温度補正回路１１によって
補正される。即ち、温度が低くなると発振器３の発振周
波数が上昇するが、同時に温度補正回路１１の抵抗値が
増加して発振器３の制御電圧が低下し、図４に示すよう
に発振器３の上限周波数ｆU2は上限値ｆmax を上回るこ
となく共振可能な範囲内に維持される。また、温度が高
くなると発振器３の発振周波数が低下するが、同時に温
度補正回路１１の抵抗値が減少して発振器３の制御電圧
が上昇し、図３に示すように発振器３の上限周波数ｆD2
は下限値ｆmin を下回ることなく共振可能な範囲内に維
持される。
置においては、駆動スイッチ４をＯＮにすると、発振器
３から出力された駆動信号が増幅回路５によって増幅さ
れ、振動子１に印加される。この時、電圧検出器７及び
電流検出器８によって駆動信号の電圧及び電流が検出さ
れ、両者の位相が位相比較回路９によって比較される。
位相比較回路９は電流の位相が電圧よりも進んでいれば
制御電圧が高くなり、その逆の場合は制御電圧が低くな
るように動作するから、駆動信号の周波数が基本共振周
波数ｆ0 に近づくようフィ−ドバック制御される。ま
た、位相比較回路９から出力された制御電圧は、発振器
３の発振周波数が上限値ｆmax 〜下限値ｆmin の範囲内
に入るようリミッタ回路１０に制御され、リミッタ回路
１０に制御された制御電圧は温度補正回路１１によって
補正される。即ち、温度が低くなると発振器３の発振周
波数が上昇するが、同時に温度補正回路１１の抵抗値が
増加して発振器３の制御電圧が低下し、図４に示すよう
に発振器３の上限周波数ｆU2は上限値ｆmax を上回るこ
となく共振可能な範囲内に維持される。また、温度が高
くなると発振器３の発振周波数が低下するが、同時に温
度補正回路１１の抵抗値が減少して発振器３の制御電圧
が上昇し、図３に示すように発振器３の上限周波数ｆD2
は下限値ｆmin を下回ることなく共振可能な範囲内に維
持される。
【００１６】このように、本実施例の超音波振動発生装
置によれば、発振器３の周辺温度が低くなったとき発振
器３の制御電圧を低下させ、発振器３の周辺温度が高く
なったとき発振器３の制御電圧を上昇させる温度補正回
路１１を設けたので、低温時または高温時においても常
に発振器３の発振周波数が上限値ｆmax 〜下限値ｆmin
の範囲から外れることがなく、振動子１を基本共振周波
数で確実に駆動することができる。また、温度補正回路
１１はサ−ミスタ１２を主とする簡単な回路から構成さ
れているので、温度ドリフトの小さい高価な電子部品を
使用せずとも安価に実現することができる。
置によれば、発振器３の周辺温度が低くなったとき発振
器３の制御電圧を低下させ、発振器３の周辺温度が高く
なったとき発振器３の制御電圧を上昇させる温度補正回
路１１を設けたので、低温時または高温時においても常
に発振器３の発振周波数が上限値ｆmax 〜下限値ｆmin
の範囲から外れることがなく、振動子１を基本共振周波
数で確実に駆動することができる。また、温度補正回路
１１はサ−ミスタ１２を主とする簡単な回路から構成さ
れているので、温度ドリフトの小さい高価な電子部品を
使用せずとも安価に実現することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波振
動発生装置によれば、低温時または高温時においても常
に発振器の発振周波数が予め設定した範囲から外れるこ
とがないので、振動子を基本共振周波数で確実に駆動す
ることができる。
動発生装置によれば、低温時または高温時においても常
に発振器の発振周波数が予め設定した範囲から外れるこ
とがないので、振動子を基本共振周波数で確実に駆動す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す超音波振動発生装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】振動子及びホ−ンの側面図である。
【図３】温度補正回路の回路構成図である。
【図４】発振器の周辺温度と発振器の発振周波数との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図５】従来例を示す発振器の周辺温度と発振器の発振
周波数との関係を示すグラフである。
周波数との関係を示すグラフである。
１…振動子、３…発振器、７…電圧検出器、８…電流検
出器、９…位相比較回路、１０…リミッタ回路、１１…
温度補正回路。
出器、９…位相比較回路、１０…リミッタ回路、１１…
温度補正回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波信号を印加することによって振動
を発生する振動子と、外部から入力される制御電圧に比
例した駆動信号を振動子に供給する発振器と、振動子に
供給される駆動信号の電圧を検出する電圧検出器と、振
動子に供給される駆動信号の電流を検出する電流検出器
と、検出された電圧及び電流の位相を比較し、両者が同
期するよう発振器の制御電圧を制御する位相比較回路
と、発振器の発振周波数が振動子の基本共振周波数を含
む所定範囲内に入るよう発振器の制御電圧を規制するリ
ミッタ回路とを備えた超音波振動発生装置において、前
記発振器の周辺温度に基づいて発振器の制御電圧を補正
する温度補正回路を設けたことを特徴とする超音波振動
発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22165291A JPH0557243A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 超音波振動発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22165291A JPH0557243A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 超音波振動発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557243A true JPH0557243A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16770137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22165291A Pending JPH0557243A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 超音波振動発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557243A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6050032A (en) * | 1996-03-19 | 2000-04-18 | Anandenki Co., Ltd. | Safety fence for a hatch formed in a slab |
| JP2007330940A (ja) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波霧発生装置 |
| JP2009525860A (ja) * | 2006-02-08 | 2009-07-16 | ダイソン テクノロジー リミテッド | 高周波振動源用の制御装置 |
| JP2009533220A (ja) * | 2006-04-21 | 2009-09-17 | ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー | 電気機械的変換装置を使用して高濃度な固形分を有する揮発性物質を分配するための送出システム |
| JP2016158879A (ja) * | 2015-03-02 | 2016-09-05 | 国立大学法人東京工業大学 | 匂い発生装置 |
| WO2024061166A1 (zh) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | 深圳市合元科技有限公司 | 超声雾化器及基于超声雾化器的谐振频率确定方法 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP22165291A patent/JPH0557243A/ja active Pending
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