超聲波換能器原理與設(shè)計(jì)（超聲波振動(dòng)系統(tǒng)）匹配 摘要：就塑料焊接機(jī)的超聲波換能器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，并用PRO- E 三維軟件繪出三維模型， 后進(jìn)行頻率分析，為超聲波換能系統(tǒng)提供了有用的設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵詞：超聲波換能器，超聲波振子，超音波振動(dòng)子，超聲波振動(dòng)系統(tǒng) 當(dāng)代社會(huì)，塑料的各種制品已滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的加工工藝，已不能適應(yīng)現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展需要。超聲波塑料焊接機(jī)在焊接塑料制品時(shí)，既不要填加任何粘接劑、填料或溶劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡(jiǎn)便、焊接速度快、焊接強(qiáng)度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲波焊接技術(shù)越來(lái)越很廣地獲得應(yīng)用。超聲換能系統(tǒng)通常包括超聲波換能器和超聲波變幅桿，是進(jìn)行超聲焊接加工的基礎(chǔ)組件，而良好的超聲換能器是保證超聲焊接加工的前提條件。 2.1超聲波換能器的設(shè)計(jì) 超音波塑料焊接機(jī)工作時(shí)，加工塑料工件需要的是高頻率的縱向振動(dòng)，使得工件的上下模上下高頻振動(dòng)熔化焊接層，得到焊接效果。因此選擇換能器的種類，是縱向復(fù)合式換能器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。首尾兩塊是金屬蓋板；中間是壓電陶瓷晶堆，一般是縱向極化的帶圓孔片或圓管，也可以是徑向極化的圓管；一根應(yīng)力螺桿將這3 部分緊緊壓牢。超聲波換能器超聲波測(cè)距裝置又叫聲尺。福建20K超聲波換能器規(guī)格齊全
各部件裝配注意事項(xiàng)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)部件,如換能器、變幅桿、具頭等主要部分是通過(guò)中心螺栓連接的。檢查接觸面應(yīng)平整光滑無(wú)傷痕,若有傷痕,用零號(hào)以上的金相砂紙輕輕打磨。要求既能將缺陷磨平,又不破壞接觸面的平面度。用易揮發(fā)無(wú)腐蝕性的清潔劑清潔螺絲、螺孔和接觸面。清潔螺絲、螺孔和接觸面。所有連接螺孔應(yīng)垂直于接觸面。擰緊前在接觸面.上涂薄薄-層硅脂(或黃油和凡士林),注意不要將硅脂涂到連接螺絲及螺孔上。小心地將二個(gè)部件擰緊。根據(jù)連接螺絲規(guī)格的不同,控制合適的擰緊力矩。在可能的情況下,應(yīng)擰的適當(dāng)緊一點(diǎn)。若重新松開(kāi)結(jié)合面后應(yīng)該看不到有任何傷痕。手摸振動(dòng)系統(tǒng)振幅均勻,無(wú)怪聲,無(wú)局部嚴(yán)重發(fā)熱。作一段時(shí)間后重新送開(kāi)結(jié)合面應(yīng)沒(méi)有氧化或燒蝕痕跡,否則就說(shuō)明此處接觸不好,超聲波能量在這里損失嚴(yán)重。 福建20K超聲波換能器規(guī)格齊全超聲波換能器的科研模式。
超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率（即超聲波）再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器，要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤(pán)換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤(pán)換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成，Cymbal陣列接收器由8～16只Cymbal換能器、兩個(gè)金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m，頻帶寬度達(dá)到10kHz，能檢測(cè)高速移動(dòng)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)。
如何判斷超聲波換能器已經(jīng)損壞 超聲波換能器在超聲波焊接機(jī)中占有非常重要的作用，一個(gè)質(zhì)量的超聲波換能器，能保證輸出功率強(qiáng)勁而穩(wěn)定。那么，怎么去判斷超聲波換能器的性能優(yōu)劣呢？可以從參數(shù)和導(dǎo)納曲線圖兩方面進(jìn)行分析。 1、超聲波換能器參數(shù) 1）機(jī)械諧振頻率（Fs） 這是指振動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能接近期望值，必須與電源工作點(diǎn)匹配。 2）超聲波換能器動(dòng)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(duì)于清洗或焊接振子來(lái)說(shuō)，一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的話，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)換效率低，振子壽命短等。 3）超聲波換能器機(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?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50之間，太低的話，振子效率低，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150，太低的話，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，也就是說(shuō)電源難以工作在諧振頻率點(diǎn)，設(shè)備無(wú)法正常工作。 如何確定超聲波超聲波換能器的工作狀態(tài)？
超聲波換能器工作原理 超聲換能器即是諧振于超聲頻率的壓電陶瓷，由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。醫(yī)用超聲換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部通常都包含一個(gè)電的儲(chǔ)能元件和一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時(shí)，從激勵(lì)電源送來(lái)的電振蕩信號(hào)將引起換能器中電儲(chǔ)能元件中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化，這種變化通過(guò)某種效應(yīng)對(duì)換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，使其進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，從而推動(dòng)與換能器機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相接觸的介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過(guò)程正好與此相反，外來(lái)聲波作用在換能器的振動(dòng)面上，從而使換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，借助某種物理效應(yīng)，引起換能器儲(chǔ)能元件中的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起換能器的電輸出端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于聲信號(hào)的電壓和電流。 超聲波換能器在其它行業(yè)的應(yīng)用。福建20K超聲波換能器規(guī)格齊全
超聲波換能器主要注意事項(xiàng)。福建20K超聲波換能器規(guī)格齊全
超聲波換能器利用超聲波振動(dòng)頻率可以達(dá)到處理污漬的效果，超聲波換能器，其實(shí)就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用的是材料的壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。超聲波換能器利用超聲波振動(dòng)頻率可以達(dá)到處理污漬的效果，超聲波換能器，其實(shí)就是頻率與其諧振頻率相同的壓電陶瓷，利用的是材料的壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。一般情況下，先由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，經(jīng)超聲波換能器將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，再經(jīng)超聲波導(dǎo)出裝置、超聲波接收裝置便可產(chǎn)生超聲波。福建20K超聲波換能器規(guī)格齊全
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