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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。
换能器集合
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。
超声波换能器
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。
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