Como julgar a qualidade do transdutor ultrassônico

Os transdutores ultrassônicos desempenham um papel muito importante nas máquinas de soldagem ultrassônica. Um transdutor ultrassônico de alta qualidade pode garantir uma potência de saída forte e estável. Somente quando você compreender os parâmetros do transdutor ultrassônico poderá corresponder com precisão ao seu gerador ultrassônico. Então, como julgar o desempenho dos transdutores ultrassônicos?

1. Parâmetros

1) Frequência de ressonância mecânica (Fs)

Isso se refere à frequência de operação do sistema de vibração, que deve ser o mais próximo do valor esperado possível no projeto e deve corresponder ao ponto de operação da fonte de alimentação.

2) Resistência dinâmica (R1)

A resistência do ramo em série do vibrador piezoelétrico deve ser a menor possível nas mesmas condições de suporte! Para limpar ou soldar vibradores, é geralmente entre 5Ω-20Ω. Se for muito grande, haverá problemas com o vibrador ou sistema de vibração, como incompatibilidade de circuito ou baixa eficiência de conversão, vida curta do vibrador, etc.

3) Fator de qualidade mecânica (Qm)

Determinado pelo método da curva de condutância, Qm=Fs / (F2-F1), quanto maior o Qm, melhor, pois quanto maior o Qm, maior a eficiência do oscilador. Mas Qm deve ser compatível com a fonte de alimentação. Quando o valor Qm é muito alto, a fonte de alimentação não pode corresponder. Para limpar o vibrador, quanto mais alto o valor Qm, melhor. De modo geral, o Qm do vibrador de limpeza deve estar entre 500-1000. Se estiver muito baixo, a eficiência do vibrador será baixa e, se for muito alta, a fonte de alimentação não pode ser combinada. Para soldagem ou processamento ultrassônico, o valor Qm do vibrador em si é geralmente em torno de 50-1000, e todo o sistema é 1500-3000. Se for muito baixo, a eficiência de vibração será baixa, mas não deve ser muito alta, porque quanto maior o Qm, maior a largura de banda de trabalho. Estreita, a fonte de alimentação é difícil de combinar, ou seja, a fonte de alimentação é difícil de funcionar na frequência de ressonância, e o dispositivo não pode funcionar normalmente.

4) Capacitância livre (CT)

O valor da capacitância do dispositivo piezoelétrico a uma frequência de 1kHz é consistente com o valor medido pelo medidor de capacitância digital. Este valor subtrai a capacitância dinâmica C1 para obter a capacitância eletrostática real C0, C0=CT-C1. Ao usar a indutância para equilibrar C0, no projeto do circuito da máquina de processamento ultrassônico, o equilíbrio correto de C0 pode melhorar o fator de potência da fonte de alimentação, há duas maneiras de usar o equilíbrio de indutância, ajuste paralelo e ajuste em série.

5) Frequência de anti-ressonância (Fp)

A frequência de ressonância do ramo paralelo do vibrador piezoelétrico. Nesta frequência, a impedância Zmax do vibrador piezoelétrico é a maior. Se a impedância anti-ressonância Zmax estiver muito baixa, o vibrador está com problemas.

2. Gráficos

De um modo geral, o desempenho de vibração do sistema de vibração ou do transdutor piezoelétrico pode ser avaliado diretamente através do diagrama de coordenadas logarítmico, que é simples e intuitivo.

1) Em circunstâncias normais, o círculo de admitância é um único círculo, e o gráfico logarítmico tem apenas um par de valores mínimo e máximo.

2) Em condições anormais, vários pequenos círculos parasitas aparecem no gráfico do círculo de admitância, e o gráfico de coordenadas logarítmicas tem vários pares de valores mínimo e máximo.

Então, em que circunstâncias o círculo de admitância e a curva de condutância de cerâmicas piezoelétricas ou transdutores parecerão anormais? Existem principalmente as seguintes situações:

1) Cerâmicas piezoelétricas apresentam problemas, como delaminação interna.

2) Trincas no chip ocorreram durante a montagem do transdutor.

3) Problemas com o projeto ou montagem da buzina ultrassônica e molde.

4) As partes ao redor da barra de tensão colidem devido à baixa concentricidade do transdutor.

De modo geral, a curva de admitância e os parâmetros estão relacionados entre si. Se a curva de admitância do vibrador é normal, R1 é menor e Qm é maior. Ao contrário, se a curva de admitância do vibrador for anormal, geralmente R1 é maior e Qm é menor. Como parte importante do equipamento ultrassônico, a qualidade do transdutor ultrassônico está diretamente relacionada à vida útil do equipamento.