如何用仪器来检测超声波换能器的性能?

作者: 超声波安烽 分类: 焊接知识 发布时间: 2019-02-22 13:04

如何用仪器来检测超声波换能器的性能?用阻抗分析仪分析超声器件设备进行检测得到一些如下参数来确定,一起学习超声波焊接知识。压电陶瓷超声波换能器是超声波产品的核心部件,其质量的优劣直接影响整台超声波设备的性能。

检测超声波换能器的性能

1、 Fs:机械谐振频率,即振动系统的工作频率、设计中应尽可能接近期望值。

对于清洗机,振子的谐振频率一致性越高越好。

对于塑焊机或超声加工,变幅杆或超声波模具设计不合理的情况下,振子的谐振频率会偏离工作点。

2、Gmax:谐振时的电导,振动系统工作时的电导值,它是动态电阻的倒数在相同的支撑条件下越大越好,Gmax=1/R1。一般对于清洗或焊接振子来说,一般在50ms~500ms之间。如果太小的话,一般来说,振子或振动系统工作会有问题,如电路不匹配或转换效率低、振子寿命短。

3、C0:压电器件等效电路中静态支路的电容量,C0=CT-C1(其中:CT为1kHz下的自由电容,C1为压电器件等效电路中动态支路的电容量)。使用时要以电感对C0进行平衡。

在清洗机或超声加工机器的电路设计中,正确地平衡C0可以提高超声波电源的功率因素,使用电感平衡有两种方法,并联调谐和串联调谐。

检测超声波换能器的性能

4.、Qm:机械品质因素,以电导曲线法确定,Qm=Fs/(F2-F1),Qm越高越好,因为Qm越高,振子的效率越高;但Qm必须与电源匹配,Qm值太高时,电源无法匹配。

对于清洗振子来说,Qm值越高越好,一般来说,清洗振子的Qm要达到500以上,太低的话,振子效率低。

对于超声波焊接机来说,振子本身的Qm值一般在500左右,加上变幅杆之后,一般达到1000左右,再加上模具,一般达到1500~3000。太低的话,振动效率低,但是不能太高,因为Qm越高,工作带宽越窄,电源难以匹配,电源难以工作在谐振频率点,设备无法工作。

5、F2,F1:振子半功率点频率,对于超声加工的整个振动系统(包含变幅杆和模具)来说,F2-F1要大于10Hz, 否则频带太窄,电源难以工作在谐振频率点,设备无法工作。    F2-F1与Qm值直接相关,Qm=Fs/(F2-F1)。

6、Fp:反谐振频率,压电振子并联支路的谐振频率,在这个频率下,压电振子的阻抗最大。

7、Zmax:反谐振阻抗,正常的情况下,一个换能器的反谐振阻抗都在几十千欧姆以上,如果反谐振阻抗比较低,往往振子的寿命比较短。

8、CT:自由电容,压电器件在1kHz频率下的电容值,此值和数字电容表测得的值是一致的。这个值减掉动态电容C1就可以得到真正的静电容C0,C0需要用外接电感平衡,C1在系统工作的时候参与能量转换,不必平衡。

9. R1:动态电阻,压电振子串联支路的电阻,在相同的支撑条件下越小越好。对于清洗或焊接振子来说,如果R1太大的话,说明振子有问题。

10. Keff:有效机电耦合系数,一般来说,Keff越高,说明转换效率越高

安烽 超声波焊接安烽