Hvordan kender man kvaliteten af ultralydstransduceren? Hvilke parametre påvirker det?
Nov 17, 2022
Ultralydstransducer
1. Parametre
1) Mekanisk resonansfrekvens (Fs)
Dette refererer til vibrationssystemets driftsfrekvens, som skal være så tæt på den forventede værdi som muligt i designet og skal svare til strømforsyningens driftspunkt.
2) Dynamisk modstand (R1)
Modstanden i seriegrenen af den piezoelektriske vibrator er så lille som muligt under de samme støttebetingelser! Til rengøring eller svejsning af vibrator er den generelt mellem 5 Ω og 20 Ω. Hvis den er for stor, vil vibratoren eller vibratorsystemet have problemer i drift, såsom kredsløbsmismatch, lav konverteringseffektivitet, kort levetid på vibratoren osv.
3) Mekanisk kvalitetsfaktor (Qm)
Det bestemmes ved konduktanskurvemetoden, at Qm=Fs/(F2-F1), jo højere Qm er, jo bedre, fordi jo højere Qm er, jo højere effektivitet er vibratoren. Qm skal dog matche strømforsyningen. Hvis Qm-værdien er for høj, kan strømforsyningen ikke matche. Til rengøring af vibratoren, jo højere Qm-værdien er, jo bedre. Generelt set bør Qm for rengøring af vibratoren være 500-1000. Hvis den er for lav, er vibratorens effektivitet lav. Hvis den er for høj, kan strømforsyningen ikke matche. Til ultralydssvejsning eller -behandling er Qm-værdien af selve vibratoren generelt 50-1000, og det samlede system er 1500-3000. Hvis den er for lav, er vibrationseffektiviteten lav, men den kan ikke være for høj, fordi jo højere Qm, jo smallere er arbejdsbåndbredden, og strømforsyningen er svær at matche, det vil sige, at strømforsyningen er svær at arbejde ved resonansfrekvenspunktet, og udstyret kan ikke fungere normalt.
4) Fri kapacitans (CT)
Kapacitansværdien af den piezoelektriske enhed ved frekvensen 1kHz er i overensstemmelse med værdien målt af den digitale kapacitansmåler. Træk den dynamiske kapacitans C1 fra denne værdi for at få den reelle statiske kapacitans C0, C0=CT-C1. C0 skal afbalanceres med induktans ved brug. I kredsløbsdesignet af ultralydsbearbejdningsmaskine kan korrekt afbalancering af C0 forbedre strømforsyningens effektfaktor. Der er to måder at bruge induktansbalance på, parallel tuning og serie tuning.
5) Antiresonansfrekvens (Fp)
Resonansfrekvensen af den parallelle gren af den piezoelektriske vibrator. Ved denne frekvens er impedansen Zmax for den piezoelektriske vibrator stor. Hvis antiresonansimpedansen Zmax er meget lav, er vibratoren defekt.
Ultralydstransducer
2. Grafik
Generelt kan vibrationsydelsen eller den piezoelektriske transducer af vibrationssystemet bedømmes direkte gennem det logaritmiske koordinatdiagram, som er enkelt og intuitivt.
1) Normalt er adgangscirklen en enkelt cirkel, og den logaritmiske koordinatgraf har kun et par minimums- og maksimumværdier.
2) Under unormale forhold er der mange parasitære små cirkler på adgangscirkelgrafen, og der er mange par af minima og maksima på den logaritmiske koordinatgraf.
Under hvilke omstændigheder vil adgangscirklen og konduktanskurven for piezoelektrisk keramik eller transducere være unormal? Der er hovedsageligt følgende situationer:
1) Piezoelektrisk keramik har deres egne problemer, såsom intern delaminering.
2) Transduceren var revnet under montering.
3) Der opstod problemer i design eller montering af ultralydshorn og støbeform.
4）Delene omkring spændingsstangen kolliderer på grund af transducerens dårlige koncentricitet.
