超声波换能器

超声波换能器是实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量装置,又称超音波换能器,也称有源传感器。

其中较成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件,又称压电换能器。 压电换能器是由中央压电陶瓷元件、前后金属盖板、预应力螺杆、电极片、绝缘管组成的。超声波换能器几乎应用于所有超声波设备。 本公司为超声波钛合金换能器及核心部件源头厂家。

产品特性

  超声波换能器的原理   

      超声波换能器是频率与其谐振频率相同的压电陶瓷,利用的是材料的压电效应将电能转换为机械振动。一般在这过程中,先由超声波发生器产生超声波,经超声波换能器将其转换为机械振动,再经超声波导出装置、超声波接收装置便可产生超声波。

 

  换能器的几个匹配  

      频率匹配同样也非常重要。这首先是因为超声换能器只能工作在他的谐振频率点,所以驱动电源、变幅杆、焊接模具(工具头)都应该在这个频率下工作。一般而言, 我们希望这个差别最大不超过±0.1kHz, 能小一点就更好。我们强烈建议您配套焊接模具(焊头)的频率低于振动子频率0.1kHz左右(小信号频率) 。同时就应考虑到,超声波换能器接上变幅器和模具头后,系统的谐振频率峰会变得很尖锐,也即带宽很窄,机械品质因数很大,频率偏移一点都会造成阻抗很大的增加。表现在驱动电源上就是电源(振幅表电功率)很大或过载保护。若刚好这时是空载调机,则很可能会造成晶片错位,晶片裂或中心螺杆断。

      功率匹配阻抗匹配主要是考虑到超声波焊接系统是间隙式工作,负载变化极大,焊接时要有足够的功率输出,空载时要控制在最小振幅。否则,就像前面提到的,空载时输入很大,则损坏换能器。满载时功率上不去,焊不牢还是没用的。

 

  换能器发热的情况解析  

      能器使用时会发热,这主要是由三个原因引起的。
      1、
是被焊工件会发热或被超声波处理的物质会发热,或模具(工具头)、变幅杆长时间工作会发热,这些热量都会传递到换能器上。
      2、
是换能器本身的功率损耗。既然做不到能量转换效率100%,损耗的那部分能量必然转换成热量。温升会导致换能器参数变化,逐渐偏移最佳匹配状态,更严重的是温升会导致压电陶瓷晶片性能的劣化。这反过来又促使换能器工作状态更坏,更快地升温,这是一个恶性循环。所以我们必须给以换能器良好的冷却条件,一般是常温风冷;如有必要,也可采用冷风风冷。在正常情况下,这两点引起的温升也是正常的,在正常的冷却条件下,不会有大的问题。
      3、
是客户在使用时没能将换能器与驱动电源匹配到最佳工作状态,这引起的发热是很大的,而且是不可控的,会产生严重的后果。同时温度高了,铝材的机械强度就急剧下降,在大功率的作用下,开裂就是必然的了。明明是好的东西,由于使用不当造成损坏,实在是太可惜了。所以,我们希望客户能提高应用技术水平。

 

  使用时常见的问题  

      如果在使用过程中发现晶片开裂、无力、易过载、电极片打火、电极片开裂、发热严重、怪声、漏波、晶片错位等问题,我们认为原因可以归为三类。
      ◆
是客户的驱动电源或模具及装配有问题。对于这种种情况,我们建议客户积极的查找原因,或与我们公司技术人员沟通,尽快进行改进。
      ◆
是换能器及变幅杆有问题。此类情况发生的可能性很小。
     ◆第三是
双方的产品都没有问题,但不匹配。此类情况是最常见的,就是客户的驱动电源是好的,换能器也是好的,组装也是正常的,但是各部分不匹配。引起不匹配的主要参数是换能器的频率和电容量。

 

  应用  

      超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。

 

  服务流程  

      我们所有的超声波设备都有详细的手册,您也可以在页面往下拉找到“资料下载”后下载。而且系统会大部分预先组装和“即插即用”。如果您在设置方面有任何问题,可以随时通过电话或电子邮件等方式联系我们

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