超單波換能器是超聲波產(chǎn)品的心臟，機(jī)電設(shè)備尤為重要。它將電箱供給的高頻高壓電能轉(zhuǎn)化為高頻機(jī)械振動(dòng)，功率輸出可達(dá)幾千瓦。因此，其穩(wěn)定性和功率輸出對(duì)整機(jī)的運(yùn)行性能至關(guān)重要，也是具價(jià)值的設(shè)備，是體現(xiàn)整機(jī)價(jià)值的關(guān)鍵。

①共振頻率:F，單位:KHz

頻率是指用頻率發(fā)生器、毫伏表等傳輸線法測(cè)得的頻率、或阻抗特性分析儀和其他類似儀器測(cè)得的頻率。俗稱小信號(hào)頻率。與電腦頻率相反，即客戶通過(guò)電纜將超單波換能器連接到驅(qū)動(dòng)電源上，空載或負(fù)載時(shí)打開電源測(cè)得的實(shí)際工作頻率。因?yàn)榭蛻舻钠ヅ潆娐凡煌?，?qū)動(dòng)電源不同的同一個(gè)超單波換能器的頻率也不同，這樣的頻率不能作為訂貨的依據(jù)。

②超單波換能器電容:CT，單位:PF

即超單波換能器自由電容，一般可以用頻率為400Hz-1000Hz的電容電橋測(cè)量，也可以用阻抗特性分析儀測(cè)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，用普通的便攜式電容儀測(cè)量也能滿足要求。

③超單波換能器工作模式

由于加工方式和要求的不同，超單波換能器的工作方式大致可以分為連續(xù)工作(花邊機(jī)、CD機(jī)、拉鏈機(jī)、金屬焊接等)和脈沖工作(如塑料焊接機(jī))。不同的工作模式對(duì)超單波換能器的要求不同。一般來(lái)說(shuō)，連續(xù)工作幾乎沒有停頓時(shí)間，但工作電流不是很大。脈沖操作是間歇的，但瞬時(shí)電流很大。平均來(lái)說(shuō)，兩種狀態(tài)的功率都很大。

④超單波換能器型和大功率

制造商可能對(duì)不同用途和目的的機(jī)器的額定功率有不同的規(guī)定。換句話說(shuō)，同樣的超單波換能器對(duì)于不同的機(jī)器可能標(biāo)稱功率不同。為避免歧義，客戶應(yīng)指定超單波換能器的結(jié)構(gòu)類型，如柱型、倒喇叭型等、以及壓電陶瓷片的直徑和數(shù)量。

超聲波換能器如果安裝在水面上，探頭會(huì)凝露該如何解決呢?

①在這種工況下，必須使用聚四氟乙烯的的探頭。

②使用四線制的儀表，比二線制的發(fā)射功率大，探頭發(fā)射的時(shí)候振動(dòng)大，可以讓一部分水珠掉落。

③安裝時(shí)候，探頭可以跟水面從垂直變?yōu)閮A斜5°，讓大的水珠可以在重力作用下，從探頭發(fā)射面滑落。

超聲波換能器最主要考慮的問(wèn)題就是與輸入輸出端的匹配，其次是機(jī)械安裝和配合尺寸。

換能器的頻率相對(duì)而言還比較直觀些。該頻率是指用頻率(函數(shù))發(fā)生器，毫伏表，示波器等通過(guò)傳輸線路法測(cè)得的頻率，或用網(wǎng)絡(luò)阻抗分析儀等類似儀表測(cè)得的頻率。一般通稱小信號(hào)頻率。與它相對(duì)應(yīng)的是上機(jī)頻率，即客戶將換能器通過(guò)電纜連到機(jī)箱上，通電后空載或有載時(shí)測(cè)得的實(shí)際工作頻率。

超聲波換能器是超聲波焊接設(shè)備的重要組成部分，保證了超聲波換能器的輸出功率強(qiáng)勁而穩(wěn)傳感器的各項(xiàng)參數(shù)有所了解，您就可以與您的超聲波發(fā)生器進(jìn)行匹配。因此，如何判斷超聲波傳感器的性能優(yōu)劣呢?

1)機(jī)械共振頻率(Fs)

即振動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率，其設(shè)計(jì)要求盡可能接近預(yù)期值，并與電源工作點(diǎn)相匹配。

2)動(dòng)力阻力(R1)

在相同支撐條件下，串聯(lián)支路的壓電阻值越小越好!通常在5Ω-20Ω的范圍內(nèi)用于清洗或焊接振子。若過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致振子或振動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)電路配錯(cuò)或轉(zhuǎn)換效率低、振子壽命短等問(wèn)題。

3)在，串聯(lián)支路的電阻越小越好通于清洗或焊接振子。大振子或振動(dòng)系統(tǒng)電路配或轉(zhuǎn)換效率低振子壽命短等。

Qm= Fs/(F2-F1)的電導(dǎo)率越高， Qm越高，振子效率越高，這是由于 Qm越高振子效率越高。但是 Qm必須匹配電源， Qm值過(guò)高，電源不能匹配。Qm值對(duì)振子的清洗越好;一般說(shuō)來(lái)，清洗振子的 Qm應(yīng)在500-1000之間，過(guò)低的振子效率低，過(guò)機(jī)系統(tǒng)在1500-3000左右，振動(dòng)效率較低，但振動(dòng)效率也不能太高，因?yàn)? Qm越高，工作帶寬越窄，電源很難匹配，也就是說(shuō)電源在諧振頻率點(diǎn)上無(wú)法正常工作

4)自由容量(CT)的電導(dǎo)率越高， Qm越高，振子效率越高，這是由于 Qm越高振子效率越高。但是 Qm必須匹配電源， Qm值過(guò)高，電源不能匹配。Qm值對(duì)振子的清洗越好;一般說(shuō)來(lái)，清洗振子的 Qm應(yīng)在500-1000

在1 kHz頻率下，壓電器件的電容值與數(shù)字電容測(cè)得的值一致。這一數(shù)值減去動(dòng)容C1，就能得到一個(gè)真正的靜電容C0=CT-C1。用電感來(lái)平衡C0，在超聲加工機(jī)的電路設(shè)計(jì)中，正確平衡C0可以提高電源的功率因素。

5)抗共振頻率(Fp)下，壓電器件的電容值與數(shù)字電容測(cè)得的值一致。這一數(shù)壓電振子并聯(lián)的諧振頻率，在此頻率下，壓電振子的阻抗 Zmax大，若反諧振阻抗很低，則會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。振動(dòng)系統(tǒng)或壓電換能器的振動(dòng)特性，可直接通過(guò)對(duì)數(shù)坐圖來(lái)判斷，簡(jiǎn)單直觀。

注意事項(xiàng)

進(jìn)行超聲波換能器測(cè)試時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：

1. 測(cè)試時(shí)需避免換能器與其它金屬零件連接。

2. 測(cè)試過(guò)程中應(yīng)該謹(jǐn)慎有耐心地觀察信號(hào)波形變化，判斷故障的類型和位置。

3. 如果測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)有異常信號(hào)，需進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化分析來(lái)確定具體的故障類型。

4. 為了確保測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，建議進(jìn)行多次測(cè)試以消除偶然的誤差。

5. 在操作時(shí)需小心翼翼，遵守相關(guān)的安全規(guī)定和注意事項(xiàng)，避免產(chǎn)生意外傷害。