Prinzip und Klassifizierung von Ultraschallwandlern
Prinzip des Ultraschallwandlers
Der Ultraschallwandler ist das Herzstück der Ultraschallschweißmaschine, genau wie der Motor eines Autos. Der Ultraschallwandler wandelt die hochfrequente elektrische Energie oder magnetische Energieabgabe des Ultraschallgenerators in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz um. Es gibt zwei Arten von Ultraschallwandlern. Der eine ist ein magnetostriktiver Messumformer, der andere ein piezoelektrischer Keramikaufnehmer. Magnetostriktive Messumformer erfordern aufgrund geringer Effizienz und geringer Kostenleistung ein externes DC-Polarisationsmagnetfeld, so dass Ultraschallschweißmaschinen derzeit nur selten eingesetzt werden. Heute verwenden Ultraschallschweißmaschinen piezoelektrische Keramikwandler. Das Grundprinzip ist die piezoelektrische Wirkung von Kristallwerkstoffen. Dieses Material ist piezoelektrisches Kristallmaterial. Wenn sich dieses Material an einem ausgereiften Ort verformt, wird die piezoelektrische Keramikkristalloberfläche es wird elektrische Ladungen geben, und ein elektrisches Feld wird im Inneren des Kristalls erzeugt. Im Gegenteil, wenn der Kristall einem externen elektrischen Feld ausgesetzt ist, verformt sich die Goldplatte. Diese Situation wird als piezoelektrischer Effekt bezeichnet. Erstere wird als positiver Effekt oder umgekehrter Stromeffekt bezeichnet.
Ultraschall-Wandler-Klassifizierung
Der Ultraschallwandler ist das Herzstück der Ultraschallschweißmaschine. Das Design des Ultraschallwandlers steht in direktem Zusammenhang mit der Leistung, Stabilität und Lebensdauer der Schweißmaschine. Die meisten piezoelektrischen Keramikwandler auf dem Markt verwendet werden, basieren auf VibrationEn Es gibt viele verschiedene Arten von Formen, wie radiale Vibrationsmodus, Längs-Compound-Vibrationsmodus, Scherschwingungsmodus, Dicke Vibrationsmodus, etc. Ultraschall-Kunststoffschweißmaschine verwendet Längshochfrequenzschwingungbeim Schweißen von Kunststoffwerkstücken. Die obere Form und die untere Form des Werkstücks werden unter hochfrequenten Vibrationen und Reibunggeschmolzen geschmolzen und dann unter Druck verschweißt, um den Schweißeffekt zu erzielen.
Piezoelektrischer Keramikwandler
1. Struktur
Die Struktur des piezoelektrischen Keramikwandlers besteht aus piezoelektrischen Keramikwafern, Elektrodenplatten, vorderen und hinteren Abdeckungen usw. Die hintere Abdeckung ist in der Regel aus Stahl mit einer größeren Masse. Die Frontabdeckung besteht aus leichter, hochfester Aluminiumlegierung oder Titanlegierung. Es verwendet den Längseffektor der piezoelektrischen Keramik und die Polarisationsrichtung von keramikischen Komponenten. Die elektrische Feldrichtung und die mechanische Schwingungsrichtung sind identisch.
2. Vorteile
1. Die meisten keramischen Komponenten haben eine höhere Druckfestigkeit, die sich erhöht, wenn sich die Umgebungsfestigkeit ändert, und die Stabilität des Messumformers wird sich ändern. Der Nachteil von keramischen Materialien ist, dass die zulässige Zugspannung gering ist. Konfigurieren Sie ein Überlastsystem, um Schäden am Messumformer bei Überladung zu vermeiden.
2. Da der zentrale Baugruppenteil aus einem Satz von Elektrodenwellen an den axial polarisierten Ringen an beiden Enden besteht, kann der maximal effektive Kupplungskoeffizient k33 verwendet werden.
3. Es gibt Optionen für die Anzahl der Ringe und die Verbindungsmethode, so dass der Messumformer mit einem breiteren Impedanz- und Frequenzbereich ausgelegt werden kann.
4. Eine Änderung der Materialgröße der Kopf- und Heckmetallabdeckung kann die Bandbreite des Messumformers, das Schwingungsgeschwindigkeitsverhältnis von vorne nach hinten und den effektiven elektromechanischen Kopplungskoeffizienten steuern.
