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超声波换能器20K/焊接机专用

更新时间:2010-01-01 00:00:00
价格:¥900/
品牌:SD
型号:SD-20K
电流:交流
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详细介绍

超声波换能器产品选用说明: 
众所周知,超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而它自身消耗掉很少的一部分功率(小于10%)。所以,使用超声波换能器Zui应考虑的问题就是与输入输出端的匹配,其次是机械安装和配合尺寸。市面上超声波机械种类繁多,客户必须提供准确可靠的指标,才能保证我公司提供的换能器产品能与贵公司的机器良好匹配,发挥性能。 
因换能器品种繁多,本手册只刊载了部分换能器参数。作为国内Zui大的核心部件供应商,绝大部分种类的换能器我公司都有备货。当然也可为客户定制特殊要求的产品。 
①谐振频率:f,单位:khz
该频率是指用频率发生器,毫伏表等通过传输线路法测得的频率,或用阻抗特性分析仪等类似仪器测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对的是上机频率,即客户将换能器通过电缆连到驱动电源上,通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户的匹配电路各不相同,同样的换能器配不同的驱动电源表现出来的频率是不同的,这样的频率不能作为订货依据。 
②换能器电容量:ct,单位:pf
即换能器自由电容,一般可用电容电桥在400hz-1000hz的频率下测得,也可用阻抗特性分析仪类似仪器。再简单点,用一般的便携式电容表测量也可满足要求。
③换能器工作方式
因加工方式和要求不同,换能器的工作方式大致可分为连续工作(花边机,cd套机,拉链机,金属焊接等)和脉冲式工作(如塑焊机),不同的工作方式对换能器的要求是不同的。一般而言,连续式工作几乎没有停顿时间,但工作电流不是很大,脉冲工作是间歇式的,有停顿,但瞬间电流很大。平均而言,两种状态的功率都很大的。 
④换能器型式和Zui大功率
整机厂家可能对于不同用途和目的的机器的标称功率有不同的规定,换句话说,同样的换能器用在不同的机器上标称功率可能是不同的。为避免产生岐义,客户应详细说明换能器的结构型式,如柱型、倒喇叭型等,及压电陶瓷晶片的直径和片数。 
⑤安装和配合尺寸
主要有变幅杆材质,表面处理方式,形状。换能器与变幅杆连接螺纹,变幅杆与模具连接螺纹,变幅杆法兰盘处直径、厚度、缺口或螺孔数量和位置。 
⑥供货周期
本手册所列的产品公司都有备有现货,订货后4-7天即可送到。若客户有特殊需求,只要在当天17:00前确认订单,我公司即可委托快递公司送出,客户一般可在第二天下午收到。 

二、试用和调试说明 
换能器与电箱和模具的匹配是系统可靠性和发挥换能器Zui大功率的基础,而换能器做好后就没有任何可调部件了,所以,在换能器定型后,只能通过调整电箱和模具来配合换能器的工作状态。 
建议分以下几步调整匹配: 
首先,调整电箱的振荡频率适合换能器的动态范围。 
第二步:调整匹配电路使换能器空载电流小于0.5a。调谐电压偏差应始终小于0.2a,并检查换能器的振动和发热情况正常。 
第三步:连上模具,带负载,调整电箱使系统的输出功率达到使用要求。 
第四步:满功率试验一定时间,检查换能器和电箱的状态变化都应在正常范围内。

 


超声波发生器与换能器匹配
超声波发生器与换能器匹配包括两个方面,一是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功率,这是由于发生器需要一

个的负载才能输出额定功率所致,把换能器的阻抗变换成负载,也即阻抗变换作用;二是通过匹配使发生器输出效

率Zui高,这是由于换能器有静电抗的原因,造成工作频率上的输出电压和电流有一定相位差,从而使输出功率得不到期望的

Zui大输出,使发生器输出效率降低,因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗,使发生器负载为纯电阻,也即调谐作用

。由此可见匹配的好坏直接影响着功率超声源的产生和效率。

  调谐匹配:由于压电换能器有静电容co,磁致伸缩换能器有静电感lo,在换能器谐振状态时,换能器上的电压vrl与电

流irl间存在着一相位角φ,其输出功率po=vrlirlcosφ。由于φ的存在,输出功率 达不到Zui大值。只有当φ=0时,输出

功率达Zui大值。因此为了使换能器上电压vrl与电流irl同相   (φ=0),则必须在换能器上,并上或串上一个相抵消的抗。

对于压电换能器而言,即并上或串上一 个电感l0即可,而磁致伸缩换能器应并上或串上一个电容c0。

  阻抗匹配:为了使功率放大器输出额定功率Zui大;在电源电压给定条件下主要取决于负载阻抗。一般在d类开关型功放

中其发生器变压器初级等效负载rl'上的输出功率表达式,式中,vam为等效负载上的基波幅度;vcc为电源电压;vces为功

放管饱和压降,故为了保证系统有一定功率余量(因输出变压器,末级匹配回路及晶体管损耗电阻都有损耗,po' 需要乘上

一个约等于1.4—1.5的系数。即输出功率po为1.5po';从上式可知,在电源电压给定之后,输出功率的大小取决于等效

负载rl’。目前大多数功率超声发生器的负载为压电型换能器,其阻抗约为几十欧姆至几百欧姆间,为了要达到要求的额定

功率,因此需要对换能器负载rl进行阻抗变换。由高阻抗变换为低阻抗。一般常用的方法,通过输出变压器的初次级线圈的

匝数比进行变换。变压器次初级匝数比为n/m,则输出功率po时的初级电阻。

  举例:要求一发生器输出在换能器上的功率为1000w,设直流电vcc为220v,vces=10v,功率应留有一定余量,则
po=1.5po'=1500w。则变压器初级的6.5ω。若换能器谐振时等效电阻rl=200ω,则输出变压器次级/初级圈数比以上称谓

阻抗变换,是通过输出变压器实行的。 输出变压器是超声波发生器阻抗匹配、传输功率的重要部件,它的设计与绕制工艺

对发生器的工作安全是十分重要的。它不仅会以漏感、励磁电流等方式影响电路的工作,其漏感还是形成输出电压尖峰的主

要原因。为此,在设计时,应选取具有高磁通密度b,高导磁率μ,高电阻率ρc和 低矫顽力hc的高饱和材料作铁芯。一般

在防止高频变压器的瞬态饱和时,在设计时要注意如下几点:

  1、要考虑“集肤效应”的影响  
在高频工作时,流过导线的电流会产生“集肤效应”。这相当于减少了导线有效截面积,增加了导线的电阻,从而引起导线

的压降增大,导致变压器温度升高,结果增大了变压器进入饱和的危险性,建议采用小直径的多股导线并绕的方法。

  2、要保证初级电感量足够大
一般要求变压器初级阻抗应满足下式关系:wll≥15rl',其中rl' 为次级负载所算到初级边的等效电阻值,wll为初级电感

感抗,若初级电感量太小,励磁电流将比较大,励磁电流过大,变压器的损耗将增加,温升随之增高,从而降低bs,使变压

器进入饱和的可能性增大。

   3、工作磁通密度b的选取
铁芯材料的磁感应增量δb愈大,所需线圈匝数愈少,直流电阻r也愈小,从而线圈的铜损 pm也愈小。δb取得高时,传输的

脉冲前沿就愈陡。因此,在设计变压器时,选取高磁通密度的材料作铁芯,这对降低变压器的损耗、减小体积和重量都是很

有利的。为了避免在稳态或过渡过程中发生饱和,一般选取工作磁通密度b≤bs/3为宜,这里bs为磁芯的Zui大和磁通密度。

 

换能器测试方法
超声波振动系统Zui主要的参数是谐振频率f,自由电容ct,动态电阻r1,谐振频率是换能器Zui常用的工作频率。驱动电源(又叫电箱、波箱),变幅杆、模具都要配合这个频率。 
自由电容就是换能器两端的电容量。因为压电陶瓷元件可以看成是绝缘体,换能器事实上是通过充放电的形式工作的,故电容量的大小对驱动电源的匹配就有决定性的影响。 
动态电阻可以看成是换能器在理想状态下的损耗量。一般可以认为动态电阻越小越好。但有一条原则必须记住:动态电阻小的换能器不一定好,动态电阻大的换能器一定不好。
(一)、恒压源传输测试线路。 
其特点是设备要求不高,测试原理简单明了。手动测试速度慢,精度差。 
图中分压电阻ri的的阻值与信号发生器的输出阻抗相匹配。一般取rt1=rt2,终端电阻rt2的取值应与换能器的动态电阻r1相应,参考值为5.1ω。a-b 间的分布电容cab远低于换能器的自由电容ct,分布电容ct1、ct2的电抗,应满足:1/ωct1>>rt1,1/ωct2>>rt2。。 
调节信号发生器频率使终端电压表指示Zui大,此时的频率为换能器的串联谐振频率fs,即我们通常所说的换能器频率。记下终端电压表的指示,用可变电阻器替代换能器,调节它的阻值使终端电压指示与原来相同,此时可变电阻器的阻值即为换能器的动态电阻r1。。 
(二)、阻抗分析仪测试
其特点是设备贵,要配备电脑。它能自动测试,速度快,精度高,测试数据全。一般只要连线后,给定测试频率范围,电脑会自动扫频工作,自动找到谐振频率,自由电容,动态电阻。还会同时给出反谐振频率,电导电纳值,等效电感,机械品质因素qm等。

 大量现货,批量价更优,质保一年.


本产品的品牌是SD,型号是SD-20K,电流是交流,动力形式是超声波,控制方式是自动,频段是高频,驱动形式是电动,作用原理是逆变,作用对象是塑料,升降控制是手动,焊接原理是对焊,产品别名是超声波焊头,重量是12,是否提供加工定制是是,工作形式是塑焊

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