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超聲波換能器性能優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)
日期：
2018-09-26
一，參數(shù)
1，機(jī)械諧振頻率：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：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(duì)于清洗或焊接振子來(lái)說(shuō)，一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的化，振子或振動(dòng)系統(tǒng)工作會(huì)有問(wèn)題，如電路不匹配或轉(zhuǎn)換效率底、振子壽命短。
3，機(jī)械品質(zhì)因素：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(wú)法匹配。對(duì)于清洗振子來(lái)說(shuō)，Qm值越高越好，一般來(lái)說(shuō)，清洗振子的Qm要達(dá)到500-1000之間，太低的話，振子效率底，太高的話，電源無(wú)法匹配。對(duì)于超聲焊接或加工來(lái)說(shuō)，振子本身的Qm值一般在50-1000左右，整機(jī)系統(tǒng)在1500-3000，打底的話，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(wú)法工作。
4，自由電容：壓電器件在1KHZ頻率下的電容量，此值和數(shù)字電容表測(cè)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CO，CO=CT-C1。使用時(shí)要以電感對(duì)CO進(jìn)行平衡。在清洗或超聲加工機(jī)械的電路設(shè)計(jì)中，正確地平衡CO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：姚丹振子并聯(lián)支路的諧振頻率，在這個(gè)頻率下，壓電振子的阻抗Zmax最大，如果反諧阻抗Zmax很低，則振子有問(wèn)題。
二、圖形
壓電華能器或振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)性能可以直接通過(guò)對(duì)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(duì)數(shù)坐標(biāo)只有一對(duì)極小值和極大值
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(duì)數(shù)坐標(biāo)圖有多對(duì)極小值和極大值：
在一下的情況中，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：
(1)換能器在裝配時(shí)出現(xiàn)晶片裂。
(2)壓電陶瓷本身有問(wèn)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(wèn)題。
(4)換能器同心度差造成的應(yīng)力桿周圍零件相碰。
一般來(lái)說(shuō)，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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