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超声波换能器性能优劣的判断依据分析（一）

来源： | 发布日期：2022-03-08

一个压电超声波换能器或振动系统的性能优劣，需要从参数和导纳曲线图两方面进行分析，接下来先从参数分析。
一、参数
1、机械设备谐振频率（Fs）：即震动体系的输出功率、设计方案中应尽量贴近期待值，而且需要与电源工作中点匹配。

2、动态性电阻器（R1）：压电振子串连环路的电阻器，在同样的支持情况下越低越好。针对清理或焊接振子而言，一般在5Ω-20Ω中间。若是过大，振子或震动系统会有问题，如电源电路不匹配或变换效率低、振子周期短。

3、机械设备品质因素（Qm）：以氧化还原电位曲线图法明确，Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好，由于Qm越高，振子的效率越高；但Qm务必与电源匹配，Qm值太高时，电源没法匹配。针对清理振子而言，Qm值越高越好，一般来说，清理振子的Qm要做到500-1000中间，太低则振子效率低，过高则电源没法匹配。针对超声波电焊焊接或生产加工而言，振子自身的Qm值一般在500-1000上下，整机系统软件在1500-3000，过低导致震动效率低，可是也无法太高，由于Qm越高，工作中网络带宽越窄，电源无法匹配，即：电源无法工作中在谐振频率点，机器设备没法工作。

4、电容器（CT）：压电元器件在1kHz頻率下的电容器值，此值和数据电容器表测得的值是一致的。这一值减去动态性电容器C1就可以获得真实的静电容C0，C0＝CT－C1。应用时要以电感器对C0开展均衡。在清洗设备或超声波生产加工设备的控制电路中，恰当地均衡C0能够提升电源的功率因数，应用电感器均衡有这两种方式，串联自动调谐和串连自动调谐。

5、反谐振频率（Fp）：压电振子串联环路的谐振频率，在这个頻率下，压电振子的特性阻抗Zmax较大，假如反串联谐振特性阻抗Zmax很低，则振子有问题。