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超（chāo）聲波振動篩換（huàn）能器性能優劣的判斷標準
文章出處：原創
責任編輯：admin
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發表時（shí）間：2016-07-16 01:51
評定一個（gè）超聲波振（zhèn）動篩換能器或振動係統的性能優劣（liè），需要從參數和導納曲線圖兩方麵進行分析：
一、參數
1、機械諧振頻率（Fs）： 即振動係統的工作頻率（lǜ）、設計中應盡可能接近期望值，並且必（bì）須與電源工作點匹（pǐ）配。
2、動態電阻（R1）： 壓電振子串聯支路的電阻，在相同的支（zhī）撐（chēng）條件下越小越好。對於清洗或焊（hàn）接振子來說，一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的話，振子或振動係統（tǒng）工作會有問題，如電（diàn）路不匹配或轉換效率低（dī）、振子壽命短。
3、機械品質因（yīn）素（sù）（Qm）： 以電導曲線法確定，Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好，因（yīn）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。對於清洗振子來說，Qm值越高越好，一般（bān）來說，清洗振子（zǐ）的Qm要達（dá）到500-1000之間，太低的話，振子效率低，太（tài）高的話，電源無法匹配。對於超聲焊接（jiē）或加工來（lái）說，振子本身的Qm值一般在（zài）50-1000左右，整機（jī）係統在1500-3000，太低（dī）的（de）話，振（zhèn）動（dòng）效率低，但是也不能太高（gāo），因為Qm越高，工作（zuò）帶寬越窄，電源難以匹配，即：電源難以工作在諧振頻率點，設備無法工作（zuò）。
4、自由電容（CT）： 壓電器件在1kHz頻率下的電容值，此值和數字（zì）電容（róng）表測得的值是一（yī）致的。這個（gè）值減掉動態電容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進行平衡。在清洗機或超聲加工機器的電路設計（jì）中（zhōng），正確（què）地平衡C0可以（yǐ）提高電源（yuán）的功率因素，使用電感平衡有兩種方法，並聯調諧（xié）和串聯調諧（xié）。
5、反諧振頻率（Fp）： 壓（yā）電振子並（bìng）聯支路的諧振頻率，在這個頻率下，壓電振子（zǐ）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係統的振動性（xìng）能可以直接通過對數（shù）坐標圖進行判斷（duàn），比較（jiào）直觀（guān），很實用。
1、正常的情況下，導納（nà）圓與電導曲線（xiàn）如下圖，導納圓為單圓，對數坐標圖隻有一對（duì）極小值和極大值：
一、參數
1、機械諧振頻率（Fs）： 即振動係統的工作頻率（lǜ）、設計中應盡可能接近期望值，並且必（bì）須與電源工作點匹（pǐ）配。
2、動態電阻（R1）： 壓電振子串聯支路的電阻，在相同的支（zhī）撐（chēng）條件下越小越好。對於清洗或焊（hàn）接振子來說，一般在5Ω-20Ω之間。如果太大的話，振子或振動係統（tǒng）工作會有問題，如電（diàn）路不匹配或轉換效率低（dī）、振子壽命短。
3、機械品質因（yīn）素（sù）（Qm）： 以電導曲線法確定，Qm＝Fs /(F2－F1)，Qm越高越好，因（yīn）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。對於清洗振子來說，Qm值越高越好，一般（bān）來說，清洗振子（zǐ）的Qm要達（dá）到500-1000之間，太低的話，振子效率低，太（tài）高的話，電源無法匹配。對於超聲焊接（jiē）或加工來（lái）說，振子本身的Qm值一般在（zài）50-1000左右，整機（jī）係統在1500-3000，太低（dī）的（de）話，振（zhèn）動（dòng）效率低，但是也不能太高（gāo），因為Qm越高，工作（zuò）帶寬越窄，電源難以匹配，即：電源難以工作在諧振頻率點，設備無法工作（zuò）。
4、自由電容（CT）： 壓電器件在1kHz頻率下的電容值，此值和數字（zì）電容（róng）表測得的值是一（yī）致的。這個（gè）值減掉動態電容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進行平衡。在清洗機或超聲加工機器的電路設計（jì）中（zhōng），正確（què）地平衡C0可以（yǐ）提高電源（yuán）的功率因素，使用電感平衡有兩種方法，並聯調諧（xié）和串聯調諧（xié）。
5、反諧振頻率（Fp）： 壓（yā）電振子並（bìng）聯支路的諧振頻率，在這個頻率下，壓電振子（zǐ）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係統的振動性（xìng）能可以直接通過對數（shù）坐標圖進行判斷（duàn），比較（jiào）直觀（guān），很實用。
1、正常的情況下，導納（nà）圓與電導曲線（xiàn）如下圖，導納圓為單圓，對數坐標圖隻有一對（duì）極小值和極大值：
2、異常情況下，導納（nà）圓與電導曲線（xiàn）如下圖, 導納圓圖上出現多個寄生小圓（yuán），對數坐標圖有多對極（jí）小值和極大值：
在以下的情況中，壓電陶瓷或換能器的（de）導納圓與電導曲線會出現異（yì）常：
（1）超聲波振動篩換（huàn）能器在裝配時出現晶片裂。
（2）壓電（diàn）陶瓷本身有問題，如內部分層。
（3）超聲變（biàn）幅（fú）杆、模具的設計或裝配出現問題。
（4）超聲（shēng）波振動篩換能器同心度差造成的應力杆周圍零（líng）件相碰。
（3）超聲變（biàn）幅（fú）杆、模具的設計或裝配出現問題。
（4）超聲（shēng）波振動篩換能器同心度差造成的應力杆周圍零（líng）件相碰。
一般來說，導納（nà）曲線圖和參數互相有關聯，如果振（zhèn）子（zǐ）的（de）導納曲線圖正常，則R1較（jiào）低，Qm較高，反之如果振子的導納曲線圖異常，一般R1較大，Qm較（jiào）小。
