在超聲技術中 ,聲功率是一個非常重要的物理量 ,有關其測試方法的研究報告也很多. 聲功率的直接測試方法主要包括用于小功率的輻射壓力法 (見圖 5)和用于大功率超聲的量熱法. 輻射壓力法主要用于醫(yī)學超聲功率的測試 ,測試范圍從毫瓦級到幾瓦乃至幾十瓦不等 ,測試精度較高 ,基本上可以控制在 10%左右. 目前用于大功率超聲功率的測試方法主要是量熱法 ,隨著靈敏的熱敏器件的研究技術不斷提高 ,可以預計超聲功率的量熱法測試將會受到更多的關注和重視。在超聲清洗以及聲化學等應用中 ,需要寬頻帶或具有多個共振頻率的換能器。 根據(jù)工作頻段或使用條件的不同,有電聲換能器、超聲換能器和水聲換能器等。上海換能器供應商
對于超聲器械,尤其是醫(yī)療超聲產(chǎn)品,其作用對象一般為皮膚部位等非均勻介質(zhì)。硬度,密度等都不相同,所以功率是在動態(tài)變化的。這就要求測試設備的更新率要盡可能快,分析出瞬態(tài)功率變化曲線。這樣才能準確評估超聲器械的工作功率的較大值。PA8000采用大規(guī)模數(shù)據(jù)處理技術,數(shù)據(jù)更新率較快可達1ms,每秒鐘1000個功率點繪制出的瞬態(tài)功率曲線,能夠準確評估被測物的功率變化特性。對于超聲換能器這種幾十kHz的高頻信號,延時對效率的影響非常大,實際測試時,ns的延時就可能會造成效率誤差在1%級別。這就要求測試儀器需要有延時校正功能,將儀器本身以及使用外部傳感器時引入的延時進行校正。 江西換能器可以定制嗎壓電陶瓷圓盤換能器用作基本的超聲波換能器,由它發(fā)射和接收超聲波信號。
換能器研制,小器件大文章,例如要滿足高溫高壓下的性能要求;模擬器件設計可控性差,不同于數(shù)字器件;電路和處理方法等,在熱量表的問題中換能器占了很大一部分,所以說換能器裝配工藝細節(jié)決定著換能器的性能成敗。 超聲波換能器引發(fā)的熱量表問題“” 波形選擇:發(fā)射波形往往是脈沖波,脈沖波里加載波調(diào)制,使換能器盡量選擇諧振波形 頻率選擇: 同一標準缺失 失效問題:耐溫性能差、壓力穩(wěn)定性差、抗疲勞性能差 可靠性,穩(wěn)定性,一致性:要滿足熱量表系統(tǒng)要求,可以長時間在溫壓下工作,互換性要增加 檢驗標準:需要建立熱量表換能器的行業(yè)檢驗標準,使實驗和檢驗有標可稽。
基于壓電效應原理工作的換能器統(tǒng)稱為壓電換能器. 在功率超聲領域 ,應用較廣的是夾心式壓電換能器 ,又稱為復合棒換能器或郎之萬換能器 (見圖2). 除了常用的縱向振動模式換能器外 ,為適應功率超聲新技術的需要 ,發(fā)展了扭轉(zhuǎn)振動模式、彎曲振動模式、縱 - 扭以及縱 - 彎復合模式功率超聲換能器. 其分析理論已經(jīng)從一維發(fā)展到了三維. 除了傳統(tǒng)的等效電路法和波動方程法以外 ,一些近似的分析方法 ,如等效彈性法以及有限元法等 ,在大尺寸功率超聲換能器的分析中得到了普遍的應用. 一些大型的數(shù)值分析軟件 ,如 ANSYS等 。對于發(fā)射型換能器,要求換能器有大的輸出功率和高的能量轉(zhuǎn)換效率。
目前 ,功率超聲換能器的工作頻率 也從常用 的 較 低頻 率 (如20kHz) ,發(fā)展到了較高頻率 (如幾百千赫茲甚至兆赫茲數(shù)量級 ) ,如應用于硅片清洗的兆赫茲換能器和用于集成電路微點焊機的小型高頻超聲焊接機.另外 ,換能器的工作頻率也從單一工作頻率發(fā)展到了多個工作頻率. 例如用于超聲清洗中的復頻換能器和寬頻換能器等 ,以及用于超聲焊接中的雙工作頻率超聲振動系統(tǒng)等. 單個換能器的功率容量也從幾十瓦發(fā)展到幾百瓦甚至幾千瓦。在壓電超聲換能器的發(fā)展過程中 ,壓電材料的性能提高是關鍵.。據(jù)報道 ,國內(nèi)外的相關單位已研制出一類新的壓電單晶材料 ( PMN2PT及 PZN 2PT) ,其壓電常數(shù)是現(xiàn)有的傳統(tǒng)壓電材料 (如鋯鈦酸鉛材料 )的幾倍乃至幾十倍 ,但這種材料的工作頻率上限還需進一步提高。 換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類。超聲波配件質(zhì)量
由于匹配對整機性能的影響是決定性的,無論怎樣強調(diào)匹配的重要性都不為過。上海換能器供應商
頻率匹配同樣也非常重要。這首先是因為超聲換能器只能工作在他的諧振頻率點,所以驅(qū)動電源、增幅器、焊接模具(工具頭)都應該在這個頻率下工作。一般而言,我們希望這個差別較大不超過±0.1kHz,能小一點就更好。我們強烈建議您配套焊接模具(焊頭)的頻率低于振動子頻率0.1kHz左右(小信號頻率)。也就是說,若原振動子小信號測量的頻率是14.85kHz,則連上模具后再測頻率為14.75kHz較為理想。同時就應考慮到,超聲波換能器接上增幅器和模具頭后,系統(tǒng)的諧振頻率峰會變得很尖銳,也即帶寬很窄,機械品質(zhì)因數(shù)很大,頻率偏移一點都會造成阻抗很大的增加。表現(xiàn)在驅(qū)動電源上就是電源(振幅表電功率)很大或過載保護。若剛好這時是空載調(diào)機,則很可能會造成晶片錯位,晶片裂或中心螺桿斷。上海換能器供應商
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