Come conoscere la qualità del trasduttore ultrasonico? Quali parametri lo influenzano?

Trasduttore ultrasonico

1. Parametri

1) Frequenza di risonanza meccanica (Fs)

Si riferisce alla frequenza operativa del sistema di vibrazione, che dovrebbe essere il più vicino possibile al valore previsto nel progetto e deve corrispondere al punto operativo dell'alimentatore.

2) Resistenza dinamica (R1)

La resistenza del ramo serie del vibratore piezoelettrico è la più piccola possibile nelle stesse condizioni di supporto! Per la pulizia o la saldatura del vibratore, è generalmente compreso tra 5 Ω e 20 Ω. Se è troppo grande, il vibratore o il sistema di vibrazione presenteranno problemi di funzionamento, come mancata corrispondenza del circuito, bassa efficienza di conversione, breve durata del vibratore, ecc.

3) Fattore di qualità meccanica (Qm)

È determinato dal metodo della curva di conduttanza che Qm=Fs/(F2-F1), più alto è Qm, meglio è, perché più alto è Qm, maggiore è l'efficienza del vibratore. Tuttavia, Qm deve corrispondere all'alimentazione. Se il valore Qm è troppo alto, l'alimentazione non può corrispondere. Per la pulizia del vibratore, maggiore è il valore Qm, meglio è. In generale, il Qm per la pulizia del vibratore dovrebbe essere 500-1000. Se è troppo basso, l'efficienza del vibratore è bassa. Se è troppo alto, l'alimentazione non può corrispondere. Per la saldatura o la lavorazione ad ultrasuoni, il valore Qm del vibratore stesso è generalmente 50-1000 e il sistema complessivo è 1500-3000. Se è troppo basso, l'efficienza della vibrazione è bassa, ma non può essere troppo alta, perché maggiore è Qm, minore è la larghezza di banda di lavoro e l'alimentazione è difficile da abbinare, ovvero l'alimentazione è difficile da funzionare nel punto di frequenza di risonanza e l'apparecchiatura non può funzionare normalmente.

4) Capacità libera (TA)

Il valore di capacità del dispositivo piezoelettrico alla frequenza di 1kHz è coerente con il valore misurato dal misuratore di capacità digitale. Sottrai la capacità dinamica C1 da questo valore per ottenere la capacità statica reale C0, C0=CT-C1. C0 dovrebbe essere bilanciato con l'induttanza durante l'utilizzo. Nella progettazione del circuito della macchina per la lavorazione ad ultrasuoni, il corretto bilanciamento di C0 può migliorare il fattore di potenza dell'alimentatore. Esistono due modi per utilizzare il bilanciamento dell'induttanza, l'accordatura parallela e l'accordatura in serie.

5) Frequenza antirisonante (Fp)

La frequenza di risonanza del ramo parallelo del vibratore piezoelettrico. A questa frequenza, l'impedenza Zmax del vibratore piezoelettrico è grande. Se l'impedenza antirisonante Zmax è molto bassa, il vibratore è difettoso.

Trasduttore ultrasonico

2. Grafica

In generale, le prestazioni di vibrazione o il trasduttore piezoelettrico del sistema di vibrazione possono essere giudicate direttamente attraverso il diagramma delle coordinate logaritmiche, che è semplice e intuitivo.

1) Normalmente, il cerchio di ammettenza è un cerchio singolo e il grafico delle coordinate logaritmiche ha solo una coppia di valori minimo e massimo.

2) In condizioni anormali, ci sono molti piccoli cerchi parassiti sul grafico del cerchio di ammettenza e ci sono molte coppie di minimi e massimi sul grafico delle coordinate logaritmiche.

In quali circostanze il cerchio di ammettenza e la curva di conduttanza della ceramica piezoelettrica o dei trasduttori saranno anormali? Ci sono principalmente le seguenti situazioni:

1) La ceramica piezoelettrica ha i suoi problemi, come la delaminazione interna.

2) Il trasduttore si è rotto durante il montaggio.

3) Si sono verificati problemi nella progettazione o nell'assemblaggio del corno e dello stampo ad ultrasuoni.

4）Le parti intorno alla barra di stress entrano in collisione a causa della scarsa concentricità del trasduttore.