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恒波超聲波
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如何用儀器來檢測超聲波換能器的性能

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發表時間:2017-08-10 09:41網址:http://www.thisweekendsmovies.com/h-nd-294.html

  壓電陶瓷超聲波換能器超聲波產品的核心部件,其質量的優劣直接影響整臺超聲波設備的性能。恒波公司產品之換能器均經過壓電陶瓷評定系統嚴格檢測,用阻抗分析儀可以評定壓電陶瓷片、壓電換能器、整個振動系統(換能器加上變幅桿、模具)等各種器件設備的性能優劣。用阻抗分析儀分析超聲器件設備,最重要的幾個參數如下:

超聲波換能器阻抗測試儀

1. Fs:機械諧振頻率,即振動系統的工作頻率、設計中應盡可能接近期望值。

  對于清洗機,振子的諧振頻率一致性越高越好。

對于塑焊機或超聲加工,變幅桿或超聲波模具設計不合理的情況下,振子的諧振頻率會偏離工作點。

2. Gmax:諧振時的電導,振動系統工作時的電導值,它是動態電阻的倒數。在相同的支撐條件下越大越好,Gmax=1/R1。一般對于清洗或焊接振子來說,一般在50ms~500ms之間。如果太小的話,一般來說,振子或振動系統工作會有問題,如電路不匹配或轉換效率低、振子壽命短。

3. C0:壓電器件等效電路中靜態支路的電容量,C0=CT-C1(其中:CT為1kHz下的自由電容,C1為壓電器件等效電路中動態支路的電容量)。使用時要以電感對C0進行平衡。

    在清洗機或超聲加工機器的電路設計中,正確地平衡C0可以提高超聲波電源的功率因素,使用電感平衡有兩種方法,并聯調諧和串聯調諧。

超聲波換能器,超音波振動子

4. Qm:機械品質因素,以電導曲線法確定,Qm=Fs/(F2-F1),Qm越高越好,因為Qm越高,振子的效率越高;但Qm必須與電源匹配,Qm值太高時,電源無法匹配。

對于清洗振子來說,Qm值越高越好,一般來說,清洗振子的Qm要達到500以上,太低的話,振子效率低。

  對于超聲波焊接機來說,振子本身的Qm值一般在500左右,加上變幅桿之后,一般達到1000左右,再加上模具,一般達到1500~3000。太低的話,振動效率低,但是不能太高,因為Qm越高,工作帶寬越窄,電源難以匹配,電源難以工作在諧振頻率點,設備無法工作。

5. F2,F1:振子半功率點頻率,對于超聲加工的整個振動系統(包含變幅桿和模具)來說,F2-F1要大于10Hz, 否則頻帶太窄,電源難以工作在諧振頻率點,設備無法工作。    F2-F1與Qm值直接相關,Qm=Fs/(F2-F1)。

6. Fp:反諧振頻率,壓電振子并聯支路的諧振頻率,在這個頻率下,壓電振子的阻抗最大。

7. Zmax:反諧振阻抗,正常的情況下,一個換能器的反諧振阻抗都在幾十千歐姆以上,如果反諧振阻抗比較低,往往振子的壽命比較短。

8. CT:自由電容,壓電器件在1kHz頻率下的電容值,此值和數字電容表測得的值是一致的。這個值減掉動態電容C1就可以得到真正的靜電容C0,C0需要用外接電感平衡,C1在系統工作的時候參與能量轉換,不必平衡。

   

9. R1:動態電阻,壓電振子串聯支路的電阻,在相同的支撐條件下越小越好。對于清洗或焊接振子來說,如果R1太大的話,說明振子有問題。

10. Keff:有效機電耦合系數,一般來說,Keff越高,說明轉換效率越高

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