超聲波振動(dòng)篩換能器性能優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)
時(shí)間:2023-05-30
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作者:訪客
? ? ?評定一個(gè)超聲波振動(dòng)篩換能器或振動(dòng)系統(tǒng)的性能優(yōu)劣,需要從參數(shù)和導(dǎo)納曲線圖兩方面進(jìn)行分析:
? ? ?一、參數(shù) ?
? ? ?1、機(jī)械諧振頻率(Fs): 即振動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率、設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能接近期望值,并且必須與電源工作點(diǎn)匹配。
? ? ?2、動(dòng)態(tài)電阻(R1): 壓電振子串聯(lián)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(dòng)系統(tǒng)工作會(huì)有問題,如電路不匹配或轉(zhuǎn)換效率低、振子壽命短。 ?
? ? ?3、機(jī)械品質(zhì)因素(Qm): 以電導(dǎo)曲線法確定,Qm=Fs /(F2-F1),Qm越高越好,因?yàn)镼m越高,振子的效率越高;但Qm必須與電源匹配,Qm值太高時(shí),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(dá)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(jī)系統(tǒng)在1500-3000,太低的話,振動(dòng)效率低,但是也不能太高,因?yàn)镼m越高,工作帶寬越窄,電源難以匹配,即:電源難以工作在諧振頻率點(diǎn),設(shè)備無法工作。
? ? ?4、自由電容(CT): 壓電器件在1kHz頻率下的電容值,此值和數(shù)字電容表測得的值是一致的。這個(gè)值減掉動(dòng)態(tài)電容C1就可以得到真正的靜電容C0,C0=CT-C1。使用時(shí)要以電感對C0進(jìn)行平衡。在清洗機(jī)或超聲加工機(jī)器的電路設(shè)計(jì)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(lián)調(diào)諧和串聯(lián)調(diào)諧。
? ? ?5、反諧振頻率(Fp): 壓電振子并聯(lián)支路的諧振頻率,在這個(gè)頻率下,壓電振子的阻抗Zmax很大,如果反諧振阻抗Zmax很低,則振子有問題。
? ? ?二、圖形 ?
? ? ?超聲波振動(dòng)篩換能器或振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)性能可以直接通過對數(shù)坐標(biāo)圖進(jìn)行判斷,比較直觀,很實(shí)用。 ?
? ? 1、正常的情況下,導(dǎo)納圓與電導(dǎo)曲線如下圖,導(dǎo)納圓為單圓,對數(shù)坐標(biāo)圖只有一對極小值和極大值:
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? ? 2、異常情況下,導(dǎo)納圓與電導(dǎo)曲線如下圖, 導(dǎo)納圓圖上出現(xiàn)多個(gè)寄生小圓,對數(shù)坐標(biāo)圖有多對極小值和極大值:
? ? 在以下的情況中,壓電陶瓷或換能器的導(dǎo)納圓與電導(dǎo)曲線會(huì)出現(xiàn)異常:?
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? ?(1)超聲波振動(dòng)篩換能器在裝配時(shí)出現(xiàn)晶片裂。
? ?(2)壓電陶瓷本身有問題,如內(nèi)部分層。 ?
? ?(3)超聲變幅桿、模具的設(shè)計(jì)或裝配出現(xiàn)問題。
? ?(4)超聲波振動(dòng)篩換能器同心度差造成的應(yīng)力桿周圍零件相碰。 ?
? ? 一般來說,導(dǎo)納曲線圖和參數(shù)互相有關(guān)聯(lián),如果振子的導(dǎo)納曲線圖正常,則R1較低,Qm較高,反之如果振子的導(dǎo)納曲線圖異常,一般R1較大,Qm較小。
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