超聲波換能器原理與設(shè)計（超聲波振動系統(tǒng)）匹配 摘要：就塑料焊接機的超聲波換能器系統(tǒng)進行設(shè)計和計算，并用PRO- E 三維軟件繪出三維模型， 后進行頻率分析，為超聲波換能系統(tǒng)提供了有用的設(shè)計方法。 關(guān)鍵詞：超聲波換能器，超聲波振子，超音波振動子，超聲波振動系統(tǒng) 當(dāng)代社會，塑料的各種制品已滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€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。超聲波塑料焊接機在焊接塑料制品時，既不要填加任何粘接劑、填料或溶劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。因此，超聲波焊接技術(shù)越來越很廣地獲得應(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 超音波塑料焊接機工作時，加工塑料工件需要的是高頻率的縱向振動，使得工件的上下模上下高頻振動熔化焊接層，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超聲波振動系統(tǒng)的各個部件,如換能器、變幅桿、具頭等主要部分是通過中心螺栓連接的。檢查接觸面應(yīng)平整光滑無傷痕,若有傷痕,用零號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。若重新松開結(jié)合面后應(yīng)該看不到有任何傷痕。手摸振動系統(tǒng)振幅均勻,無怪聲,無局部嚴(yán)重發(fā)熱。作一段時間后重新送開結(jié)合面應(yīng)沒有氧化或燒蝕痕跡,否則就說明此處接觸不好,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)問題是設(shè)計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接收器組成。壓電陶瓷圓盤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，頻帶寬度達到10kHz，能檢測高速移動的遠(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中占有非常重要的作用，一個質(zhì)量的超聲波換能器，能保證輸出功率強勁而穩(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)納曲線圖兩方面進行分析。 1、超聲波換能器參數(shù) 1）機械諧振頻率（Fs） 這是指振動系統(tǒng)的工作頻率，設(shè)計中應(yīng)盡可能接近期望值，必須與電源工作點匹配。 2）超聲波換能器動態(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，振子壽命短等。 3）超聲波換能器機械品質(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要達到50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，整機系統(tǒng)在150，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，也就是說電源難以工作在諧振頻率點，設(shè)備無法正常工作。 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)將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動。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)部通常都包含一個電的儲能元件和一個機械振動系統(tǒng)。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時，從激勵電源送來的電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的變化，這種變化通過某種效應(yīng)對換能器的機械振動系統(tǒng)產(chǎn)生一個推動力，使其進入振動狀態(tài)，從而推動與換能器機械振動系統(tǒng)相接觸的介質(zhì)發(fā)生振動，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過程正好與此相反，外來聲波作用在換能器的振動面上，從而使換能器的機械振動系統(tǒng)發(fā)生振動，借助某種物理效應(yīng)，引起換能器儲能元件中的電場或磁場發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起換能器的電輸出端產(chǎn)生一個相應(yīng)于聲信號的電壓和電流。 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。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頻率可以達到處理污漬的效果，超聲波換能器，其實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)換為機械振動。超聲波換能器利用超聲波振動頻率可以達到處理污漬的效果，超聲波換能器，其實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)換為機械振動。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)換為機械振動，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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