超声波换能器的等效参数测量方法、装置和控制器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114264882A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111603303.9(22)申请日2021.12.24(71)申请人深圳市泰达智能装备有限公司地址518101广东省深圳市宝安区新安街道兴东社区67区留芳路6号庭威产业园2号楼3A(72)发明人盛龙闵建君(74)专利代理机构华进联合专利商标代理有限公司44224代理人周玲(51)Int.Cl.G01R27/02(2006.01)权利要求书3页说明书15页附图7页(54)发明名称超声波换能器的等效参数测量方法、装置和控制器(57)摘要本申请涉及一种超声波换能器的等效参数测量方法、装置和控制器。所述方法包括：获取初始扫频区间，并在所述初始扫频区间内以第一步长对所述超声波换能器进行扫频，以获取所述超声波换能器的第一半功率点和第二半功率点；其中，所述第一步长为递增步长；在目标扫频区间内以第二步长对所述超声波换能器进行扫频，以获取所述超声波换能器的第一反馈电参数集合；所述目标扫频区间为所述第一半功率点和所述第二半功率点之间的频段；根据所述第一反馈电参数集合得到所述超声波换能器的等效参数。采用本方法能够缩短超声波换能器等效参数的测量耗时，并实现快速测量。CN114264882ACN114264882A权利要求书1/3页1.一种超声波换能器的等效参数测量方法，其特征在于，所述方法包括：获取初始扫频区间，并在所述初始扫频区间内以第一步长对所述超声波换能器进行扫频，以获取所述超声波换能器的第一半功率点和第二半功率点；其中，所述第一步长为递增步长；在目标扫频区间内以第二步长对所述超声波换能器进行扫频，以获取所述超声波换能器的第一反馈电参数集合；所述目标扫频区间为所述第一半功率点和所述第二半功率点之间的频段；根据所述第一反馈电参数集合得到所述超声波换能器的等效参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一反馈电参数集合包括所述超声波换能器在各目标扫频频点下的第一反馈电参数，各所述目标扫频频点为根据所述目标扫频区间和所述第二步长确定的扫频频点；根据所述第一反馈电参数集合得到所述超声波换能器的等效参数的步骤，包括：对于每一所述目标扫频频点，根据所述超声波换能器在该目标扫频频点下的所述第一反馈电参数，分别确定所述超声波换能器在该目标扫频频点下的导纳虚部值和导纳实部值；根据各所述目标扫频频点对应的所述导纳虚部值和所述导纳实部值进行导纳圆拟合，并基于拟合得到的导纳圆参数确定所述等效参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导纳圆参数包括导纳圆的圆心纵坐标和所述导纳圆的半径，所述等效参数包括静态电容值、动态电容值、动态电感值和动态电阻值；基于拟合得到的导纳圆参数确定所述等效参数的步骤，包括：根据所述第一半功率点和所述第二半功率点，确定所述超声波换能器的串联谐振频率；基于以下表达式分别确定所述静态电容值、所述动态电容值、所述动态电感值和所述动态电阻值：其中，R1为所述动态电阻值，C0为所述静态电容值，L1为所述动态电感值，C1为所述动态电容值，r为所述半径，y为所述圆心纵坐标，fs为所述串联谐振频率，f2为所述第二半功率点，f1为所述第一半功率点。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二步长为固定步长。5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，对各所述目标扫频频点对应的2CN114264882A权利要求书2/3页所述导纳虚部值和所述导纳实部值进行导纳圆拟合的步骤，包括：采用最小二乘拟合算法处理各所述目标扫频频点对应的所述导纳虚部值和所述导纳实部值，以进行导纳圆拟合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述初始扫频区间内以第一步长对所述超声波换能器进行扫频，以获取所述超声波换能器的第一半功率点和第二半功率点的步骤，包括：根据所述初始扫频区间及所述第一步长，确定各初始扫频频点；基于各所述初始扫频频点对所述超声波换能器进行扫频，并获取所述超声波换能器在各所述初始扫频频点下的导纳虚部值；将各所述导纳虚部值中的极小值所对应的初始扫频频点确定为第一目标频率，并将各所述导纳虚部值中的极大值所对应的初始扫频频点确定为第二目标频率；将所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较小值确定为所述第一半功率点，并将所述第一目标频率和所述第二目标频率中的较大值确定为所述第二半功率点。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于各所述初始扫频频点对所述超声波换能器进行扫频，并获取所述超声波换能器在各所述初始扫频频点下的导纳虚部值的步骤，包括：基于各所述初始扫频频点对所述超声波换能器进行扫频，并采集所述超声波换能器在各所述初始扫频频点下的第二反馈电参数；所述第二反馈电参数包括所述超声波换能器