¿Cómo saber la calidad del transductor ultrasónico? ¿Qué parámetros le afectan?

transductor ultrasónico

1. Parámetros

1) Frecuencia de resonancia mecánica (Fs)

Esto se refiere a la frecuencia de operación del sistema de vibración, que debe estar lo más cerca posible del valor esperado en el diseño y debe coincidir con el punto de operación de la fuente de alimentación.

2) Resistencia dinámica (R1)

¡La resistencia de la rama en serie del vibrador piezoeléctrico es lo más pequeña posible bajo las mismas condiciones de soporte! Para vibrador de limpieza o soldadura, generalmente está entre 5 Ω y 20 Ω. Si es demasiado grande, el vibrador o el sistema de vibración tendrán problemas de funcionamiento, como desajuste del circuito, baja eficiencia de conversión, corta vida útil del vibrador, etc.

3) Factor de calidad mecánica (Qm)

El método de la curva de conductancia determina que Qm=Fs/(F2-F1), cuanto mayor sea Qm, mejor, porque cuanto mayor sea Qm, mayor será la eficiencia del vibrador. Sin embargo, Qm debe coincidir con la fuente de alimentación. Si el valor de Qm es demasiado alto, la fuente de alimentación no puede coincidir. Para la limpieza del vibrador, cuanto mayor sea el valor de Qm, mejor. En términos generales, el Qm para limpiar el vibrador debe ser 500-1000. Si es demasiado bajo, la eficiencia del vibrador es baja. Si es demasiado alto, la fuente de alimentación no puede coincidir. Para procesamiento o soldadura ultrasónica, el valor Qm del vibrador en sí es generalmente 50-1000, y el sistema general es 1500-3000. Si es demasiado bajo, la eficiencia de vibración es baja, pero no puede ser demasiado alta, porque cuanto mayor sea el Qm, más estrecho será el ancho de banda de trabajo y la fuente de alimentación es difícil de igualar, es decir, la fuente de alimentación es difícil de trabajar. en el punto de frecuencia resonante, y el equipo no puede funcionar normalmente.

4) Capacitancia libre (CT)

El valor de capacitancia del dispositivo piezoeléctrico a la frecuencia de 1kHz es consistente con el valor medido por el medidor de capacitancia digital. Reste la capacitancia dinámica C1 de este valor para obtener la capacitancia estática real C0, C0=CT-C1. C0 debe equilibrarse con inductancia cuando se usa. En el diseño del circuito de la máquina de mecanizado por ultrasonidos, equilibrar correctamente C0 puede mejorar el factor de potencia de la fuente de alimentación. Hay dos formas de usar el equilibrio de inductancia, la sintonización en paralelo y la sintonización en serie.

5) Frecuencia antirresonante (Fp)

La frecuencia de resonancia de la rama paralela del vibrador piezoeléctrico. A esta frecuencia, la impedancia Zmax del vibrador piezoeléctrico es grande. Si la impedancia antirresonante Zmax es muy baja, el vibrador está defectuoso.

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2. Gráficos

En términos generales, el rendimiento de la vibración o el transductor piezoeléctrico del sistema de vibración se puede juzgar directamente a través del diagrama de coordenadas logarítmicas, que es simple e intuitivo.

1) Normalmente, el círculo de admitancia es un solo círculo, y el gráfico de coordenadas logarítmicas tiene solo un par de valores mínimos y máximos.

2) En condiciones anormales, hay muchos círculos pequeños parásitos en el gráfico circular de admitancia, y hay muchos pares de mínimos y máximos en el gráfico de coordenadas logarítmicas.

¿Bajo qué circunstancias serán anormales el círculo de admitancia y la curva de conductancia de las cerámicas o transductores piezoeléctricos? Se dan principalmente las siguientes situaciones:

1) Las cerámicas piezoeléctricas tienen sus propios problemas, como la delaminación interna.

2) El transductor se agrietó durante el montaje.

3) Ocurrieron problemas en el diseño o ensamblaje de la bocina ultrasónica y el molde.

4）Las partes alrededor de la barra de tensión chocan debido a la mala concentricidad del transductor.