超聲波探傷原理及傳感器測試與設計

超聲波換能器，喇叭和聲套是將電能轉換為振動(dòng)的裝置。要了解操作原理，可以在超聲波焊接機和汽車(chē)之間進(jìn)行比較。

傳感器執行能量轉換(作為)，變壓器調節力和速度之間的比例(如變速箱)，最后超聲波/超聲波喇叭引導并施加該能量來(lái)完成所需的工作(作為車(chē)輪)。

在汽車(chē)中，所有機械系統部件必須設計好，諧波，以盡可能提高能量傳輸效率。超聲波系統也是如此，然而在這種情況下，效率的關(guān)鍵參數是應盡可能接近的部件的頻率(例如20 kHz +/- 50 Hz)。

一套聲學(xué)超聲波焊接與汽車(chē)的機械系統之間的類(lèi)比。

操作

傳感器具有兩個(gè)工作頻率，在其電阻抗曲線(xiàn)中可以很容易地識別。阻抗最大值對應于反諧振頻率(最大速度)。超聲波焊接系統以反共振頻率工作。阻抗最小值對應于共振頻率(最大力)。超聲波清洗系統以共振頻率工作。

傳感器的阻抗曲線(xiàn)對頻率。

增加超聲波/喇叭頻率：

降低超聲電極/喇叭長(cháng)度以增加頻率。

超聲波焊接機/模具(廠(chǎng))：

降低超聲波/喇叭頻率：

降低超聲波/喇叭頻率的步驟。

傳感器測試

要正常工作，傳感器的頻率和阻抗必須在公差范圍內。例如，對于焊接系統，頻率應該比標稱(chēng)聲學(xué)設定頻率高2.5%，公差為+/- 0.25%。

頻率和阻抗的決定性因素是零件的尺寸精度，應用的緊密度，陶瓷質(zhì)量和調諧(類(lèi)似于超聲波傳播的情況)。

使用TRZ分析儀確定換能器的頻率和阻抗。

聲學(xué)測試

聲學(xué)組的頻率和阻抗必須在可接受的范圍內。在焊接系統中，頻率的公差為±0.25%，例如20khz±50Hz。

性能取決于頻率調諧和部件之間的一致性。組合傳感器和轉換器(一個(gè)低頻，另一個(gè)是高頻)時(shí)，即使在正確的頻率下工作，也可能發(fā)生這種情況。通過(guò)測量阻抗來(lái)檢測這種類(lèi)型的問(wèn)題。

超聲波焊接聲學(xué)振動(dòng)振幅。

壓電陶瓷試驗

壓電陶瓷是傳感器芯和關(guān)鍵元件。對于電源應用，通常應用PZT-8和PZT-4型。

在重新組裝之前，必須證明陶瓷的微裂紋。使用TRZ軟件，可以通過(guò)電阻抗曲線(xiàn)中出現異常峰值輕松檢測到裂紋。

用TRZ軟件測試壓電陶瓷

預測維護

通過(guò)預測性維護，可以方便地避免超聲波系統中的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，頻率偏差表示磨損，在阻抗中表示耦合問(wèn)題。這些問(wèn)題是通過(guò)對接口進(jìn)行重新緊固和拋光來(lái)解決的

使用TRZ進(jìn)行切割和焊接的系統的預測性維護