Prinzipien der Ultraschalltechnologie für Ultraschallhörner und Wandlertest und -design

Ultraschallwandler und Hörnerund akustische Sets sind Geräte, die elektrische Energie in die Vibration umwandeln. Zu Die Operationsprinzipien verstehen, kann eine Analogie zwischen einem Ultraschallschweißungsset und einem Automobil erfolgen.

Der Wandler führt die Energieumwandlung aus (als der Motor), der Transformator stellt das Verhältnis zwischen Kraft und Geschwindigkeit (als das Getriebe) und schließlich die Sonotrode / Ultraschallhorn lenkt und trifft diese Energie, um die gewünschte Arbeit zu erledigen (AS The Räder).

Im Automobil müssen alle mechanischen Systemteile gut entworfen und harmonisch sein, um die Energieübertragungseffizienz so weit wie möglich zu verbessern. Gleiches tritt mit Ultraschallsystemen auf, wobei jedoch in diesem Fall der Schlüsselparameter der Effizienz die Frequenz der Teile ist, die so nahe wie möglich anpassen (für Instanz 20 kHz + / - 50 Hz).

Betrieb

Der Wandler verfügt über zwei Betriebsfrequenzen, die in ihrer elektrischen Impedanzkurve leicht erkennbar sind. Das Maximum der Impedanz entspricht der Anti-Resonanz Frequenz (Maximum Geschwindigkeit). Ultraschallschweißsysteme arbeiten bei Anti-Resonanz Häufigkeit. Das Impedanzminimum entspricht der Resonanzfrequenz (maximal Force). Ultraschallreinigungssysteme arbeiten bei Resonanz Frequenz.

Sonotrode / Horn-Tuning.

Sonotrodes oder Hörner müssen eingestellt werden, um ordnungsgemäß zu arbeiten, nicht überhitzt und eine lange Lebensdauer zu haben. Die Frequenztoleranz war früher um ± 0,25% Mit Bezug zum Nominalwert, zum Beispiel 20 kHz ± 50 Hz.

Zu erhöhen Sie den Sonotrode / Horn Frequenz:

Test von Wandern

Zu ordnungsgemäß funktionieren, der Wandlerfrequenz und die Impedanz muss in Toleranz liegen. Für Instanz, für Schweißsysteme die Frequenz 2,5% höher als die nominale akustische Set-Frequenz mit einer Toleranz von + / - 0,25%.

Die determinanten Faktoren für die Häufigkeit und Impedanz sind die Dimensionsgenauigkeit der Teile, die angewendete Dichtheit, die Keramikqualität und die Tuning (in ein ähnliches war an den Sonotrodes

Test von akustischen Sets

Die Häufigkeit und Impedanz von akustischen Sets muss in akzeptablen Ranglisten sein. In Schweißsystemen ist die Toleranz ± 0,25% Für die Häufigkeit, zum Beispiel 20khz ± 50Hz.

Die Leistung hängt von der Frequenzabstimmung und der Kohärenz zwischen den Teilen ab. Es kann vorkommen, dass ein Set schlechte Leistung hat, auch wenn auch wenn der richtige Frequenz arbeitet, when Kombinieren von Wandern und Wandlern entkoppelt (eine mit niedriger Frequenz und einem anderen mit hoher Häufigkeit). Dieses Art des Problems wird durch Messen der Impedanz erfasst.

Test von Piezo Keramik

Die piezoelektrischen Keramiken sind der Wandlerkern und ein kritisches Element. Für Stromanwendungen, es wird normalerweise angewendet PZT-8 und PZT-4 Typen.

Vor dem Wiedereinbau ist es unerlässlich, die Keramik für Micro-Risse zu beweisen.

vorausschauende Wartung.

Probleme in Ultraschallsystemen können mit vorherrschender Wartung leicht vermieden werden. Im Allgemeinen zeigen Abweichungen in der Frequenz den Verschleiß und in der Impedanz, Kupplungsprobleme. Diese Probleme werden gelöst durch Wiederholung und Polieren der Schnittstellen

Verweise : Ultraschall-Montage von thermoplastischen Formteilen und semi-fertig Produkte
- Empfehlungen zu Methoden, Konstruktionen und Anwendungen. ZVEI (Deutsch Electrical Manufacture Association).