如何判斷一個超聲波換能器（超聲波振子）的好壞？

　如何判斷一個超聲波換能器（超聲波振子）的好壞？

　超聲波換能器在超聲波焊接機中占有非常重要的作用，一個優(yōu)質的超聲波換能器，能保證輸出功率強勁而穩(wěn)定。只有你了解了超聲波換能器的各項參數(shù)，你才能準確的與你的超聲波發(fā)生器進行匹配。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)和導納曲線圖兩方面進行分析。

1、參數(shù)

1）機械諧振頻率（Fs）
這是指振動系統(tǒng)的工作頻率，設計中應盡可能接近期望值，必須與電源工作點匹配。

2）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，如電路不匹配或轉換效率低，振子壽命短等。

3）機械品質因素（Qm）
以電導曲線法確定，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500-1000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1500-3000，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，設備無法正常工作。

4）自由電容（CT）
壓電器件在1kHz頻率下的電容值，此值和數(shù)字電容表測得的值是一致的。這個值減掉動態(tài)電容C1就可以得到真正的靜電容C0，C0＝CT－C1。使用時要以電感對C0進行平衡，在超聲加工機器的電路設計中，正確地平衡C0可以提高電源的功率因素，使用電感平衡有兩種方法，并聯(lián)調諧和串聯(lián)調諧。

5）反諧振頻率（Fp）
壓電振子并聯(lián)支路的諧振頻率，在這個頻率下，壓電振子的阻抗Zmax最大，如果反諧振阻抗Zmax很低，則振子有問題。

2、圖形

一般說來，振動系統(tǒng)的振動性能或壓電換能器，可以直接通過對數(shù)坐標圖進行判斷，簡單直觀。

1）正常情況下，導納圓為單圓，對數(shù)坐標圖只有一對極小值和極大值，導納圓與電導曲線如下圖：

2）異常情況下，導納圓圖上出現(xiàn)多個寄生小圓，對數(shù)坐標圖有多對極小值和極大值，導納圓與電導曲線如下圖：

那么在什么情況下，壓電陶瓷或換能器的導納圓與電導曲線會出現(xiàn)異常呢？主要有以下幾種情況：
1）壓電陶瓷本身有問題，如內部分層。
2）換能器在裝配時出現(xiàn)晶片裂。
3）超聲變幅桿、模具的設計或裝配出現(xiàn)問題。
4）換能器同心度差造成的應力桿周圍零件相碰。

　 一般來說，導納曲線圖和參數(shù)互相有關聯(lián)，如果振子的導納曲線圖正常，則R1較低，Qm較高。反之如果振子的導納曲線圖異常，一般R1較大，Qm較小。超聲波換能器作為超聲波設備的重要組成部分，其質量的好壞，直接關系到設備的使用壽命。

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通過學習以上的理論，您學會了通過測試超聲波換能器的參數(shù)來判斷其好壞嗎？下面給出幾幅超聲波換能器的測試圖，各位網(wǎng)友來分析下它的性能怎么樣呢？