超聲波振動篩換能器性能優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)

文章出處：原創(chuàng) 責(zé)任編輯：admin 人氣：3996 發(fā)表時間：2016-07-16 01:51

評定一個超聲波振動篩換能器或振動系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，需要從參數(shù)和導(dǎo)納曲線圖兩方面進(jìn)行分析：

一、參數(shù)

1、機(jī)械諧振頻率（Fs）：即振動系統(tǒng)的工作頻率、設(shè)計中應(yīng)盡可能接近期望值，并且必須與電源工作點匹配。
2、動態(tài)電阻（R1）：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。對于清洗或焊接振子來說，一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的話，振子或振動系統(tǒng)工作會有問題，如電路不匹配或轉(zhuǎn)換效率低、振子壽命短。
3、機(jī)械品質(zhì)因素（Qm）：以電導(dǎo)曲線法確定，Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好，因為Qm越高，振子的效率越高；但Qm必須與電源匹配，Qm值太高時，電源無法匹配。對于清洗振子來說，Qm值越高越好，一般來說，清洗振子的Qm要達(dá)到500-1000之間，太低的話，振子效率低，太高的話，電源無法匹配。對于超聲焊接或加工來說，振子本身的Qm值一般在50-1000左右，整機(jī)系統(tǒng)在1500-3000，太低的話，振動效率低，但是也不能太高，因為Qm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，設(shè)備無法工作。
4、自由電容（CT）：壓電器件在1kHz頻率下的電容值，此值和數(shù)字電容表測得的值是一致的。這個值減掉動態(tài)電容C1就可以得到真正的靜電容C0，C0＝CT－C1。使用時要以電感對C0進(jìn)行平衡。在清洗機(jī)或超聲加工機(jī)器的電路設(shè)計中，正確地平衡C0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（Fp）：壓電振子并聯(lián)支路的諧振頻率，在這個頻率下，壓電振子的阻抗Zmax很大，如果反諧振阻抗Zmax很低，則振子有問題。

二、圖形

超聲波振動篩換能器或振動系統(tǒng)的振動性能可以直接通過對數(shù)坐標(biāo)圖進(jìn)行判斷，比較直觀，很實用。

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，對數(shù)坐標(biāo)圖只有一對極小值和極大值：
對數(shù)坐標(biāo)圖1