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超聲波傳感器探傷原理、測試及設計

時間:2017-05-03 21:22:22  來源:

超聲波傳感器探傷原理、測試及設計

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

  傳感器執行能量轉換(作為電機),變壓器調節力和速度之間的比例(如變速箱),最後超聲波/超聲波喇叭引導並施加該能量來完成所需的工作(作為車輪)。

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

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  一套聲學超聲波焊接與汽車的機械係統之間的類比。

  操作

  超聲波傳感器具有兩個工作頻率,在其電阻抗曲線中可以很容易地識別。阻抗最大值對應於反諧振頻率(最大速度)。超聲波焊接係統以反共振頻率工作。阻抗最小值對應於共振頻率(最大力)。超聲波清洗係統以共振頻率工作。

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  傳感器的阻抗曲線對頻率。

  增加超聲波/喇叭頻率:

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  降低超聲電極/喇叭長度以增加頻率。

  超聲波焊接機/模具(廠):

  降低超聲波/喇叭頻率:

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  降低超聲波/喇叭頻率的步驟。

  傳感器測試

  要正常工作,超聲波傳感器的頻率和阻抗必須在公差範圍內。例如,對於焊接係統,頻率應該比標稱聲學設定頻率高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,陶瓷質量和調諧(類似於超聲波傳播的情況)。

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  使用TRZ分析儀確定換能器的頻率和阻抗。

  聲學測試

  聲學組的頻率和阻抗必須在可接受的範圍內。在焊接係統中,頻率的公差為±0.25%,例如20khz±50Hz。

  性能取決於頻率調諧和部件之間的一致性。組合超聲波傳感器和轉換器(一個低頻,另一個是高頻)時,即使在正確的頻率下工作,也可能發生這種情況。通過測量阻抗來檢測這種類型的問題。

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  超聲波焊接聲學振動振幅。

  壓電陶瓷試驗

  壓電陶瓷是傳感器芯和關鍵元件。對於電源應用,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,可以通過電阻抗曲線中出現異常峰值輕鬆檢測到裂紋。

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  用TRZ軟件測試壓電陶瓷

  預測維護

  通過預測性維護,可以方便地避免超聲波係統中的問題。一般來說,頻率偏差表示磨損,在阻抗中表示耦合問題。這些問題是通過對接口進行重新緊固和拋光來解決的

  超聲波探傷的原理以及傳感器測試與設計

  使用TRZ進行切割和焊接的係統的預測性維護

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