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如何判斷一個超聲波換能器(超聲波振子)的好壞?

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 如何判斷一個超聲波換能器(超聲波振子)的好壞?

 超聲波換能器在超聲波焊接機中占有非常重要的作用,一個優質的超聲波換能器,能保證輸出功率強勁而穩定。只有你了解了超聲波換能器的各項參數,你才能準確的與你的超聲波發生器進行匹配。那么,怎么去判斷超聲波換能器的性能優劣呢?可以從參數和導納曲線圖兩方面進行分析。


超聲波換能器參數測試

如何判斷超聲波換能器的好壞

1、參數

1)機械諧振頻率(Fs)
這是指振動系統的工作頻率,設計中應盡可能接近期望值,必須與電源工作點匹配。

2)動態電阻(R1)
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,一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的話,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,振子壽命短等。

3)機械品質因素(Qm)
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500-1000之間,太低的話,振子效率低,太高的話,電源無法匹配。對于超聲焊接或加工來說,振子本身的Qm值一般在50-1000左右,整機系統在1500-3000,太低的話,振動效率低,但是也不能太高,因為Qm越高,工作帶寬越窄,電源難以匹配,也就是說電源難以工作在諧振頻率點,設備無法正常工作。

4)自由電容(CT)
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=CT-C1。使用時要以電感對C0進行平衡,在超聲加工機器的電路設計中,正確地平衡C0可以提高電源的功率因素,使用電感平衡有兩種方法,并聯調諧和串聯調諧。

5)反諧振頻率(Fp)
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Zmax最大,如果反諧振阻抗Zmax很低,則振子有問題。

2、圖形

一般說來,振動系統的振動性能或壓電換能器,可以直接通過對數坐標圖進行判斷,簡單直觀。

1)正常情況下,導納圓為單圓,對數坐標圖只有一對極小值和極大值,導納圓與電導曲線如下圖:

超聲波換能器的好壞判斷


2)異常情況下,導納圓圖上出現多個寄生小圓,對數坐標圖有多對極小值和極大值,導納圓與電導曲線如下圖:

超聲波換能器阻抗分析


那么在什么情況下,壓電陶瓷或換能器的導納圓與電導曲線會出現異常呢?主要有以下幾種情況:
1)壓電陶瓷本身有問題,如內部分層。
2)換能器在裝配時出現晶片裂。
3)超聲變幅桿、模具的設計或裝配出現問題。
4)換能器同心度差造成的應力桿周圍零件相碰。

  一般來說,導納曲線圖和參數互相有關聯,如果振子的導納曲線圖正常,則R1較低,Qm較高。反之如果振子的導納曲線圖異常,一般R1較大,Qm較小。超聲波換能器作為超聲波設備的重要組成部分,其質量的好壞,直接關系到設備的使用壽命。

    如果您懷疑您的超聲波換能器有問題,老化或者參數有變化,我們可用我公司阻抗測試分析儀來幫你測試,并打印測試報告。

通過學習以上的理論,您學會了通過測試超聲波換能器的參數來判斷其好壞嗎?下面給出幾幅超聲波換能器的測試圖,各位網友來分析下它的性能怎么樣呢?

   

如何判斷一個超聲波換能器的好壞?超聲波換能器的參數有哪些?

如何判斷一個超聲波換能器的好壞?超聲波換能器的參數有哪些?

如何判斷一個超聲波換能器的好壞?

如何判斷一個超聲波換能器的好壞?

   

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