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Time:2021-08-22| Author:admin
A.壓電晶片分類:采用黑色晶片的PZT4系列和采用黃色晶片的PZT8系列;
B.頻率分類:低頻系列(20~23KHz)、中頻系列(25~28KHz)、中高頻系列(33~60KHz)和高頻系列(68-200KHz);
C.功率分類:50W(含60W)、100W(含80W)及其他非常規(guī)功率;
D.形狀分類:立柱狀和喇叭狀;
不同壓電陶瓷片超聲波換能器的應(yīng)用
A.壓電晶片的比較:
黃色晶片為PZT8系列(按國(guó)家部頒標(biāo)準(zhǔn)分類,下同)大功率壓電陶瓷材料,具有發(fā)熱量低,強(qiáng)場(chǎng)損耗小,熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),一般適用于大功率超聲發(fā)射,如超聲焊接、大功率清洗等。
黑色晶片為PZT4系列壓電陶瓷材料,具有高介電常數(shù),高機(jī)電耦合系數(shù)等的優(yōu)點(diǎn),一般適用于中等功率的超聲波應(yīng)用,如清洗或收發(fā)用傳感器等。
B.不同晶片超聲波換能器的比較:
黃色晶片組裝的換能器電容量變化絕對(duì)值低,強(qiáng)場(chǎng)損耗小,因而相對(duì)于相同的驅(qū)動(dòng)線路而言,發(fā)熱量低、熱穩(wěn)定好。水花表現(xiàn)為對(duì)清洗負(fù)載變化穩(wěn)定,沖擊大,屬中規(guī)中矩型。
黑色晶片的換能器機(jī)電耦合系數(shù)高,居里溫度高,因而電聲轉(zhuǎn)換效率高。且比其他采用一般PZT4系列的產(chǎn)品具有更高的穩(wěn)定性和較高的耐溫。水花表現(xiàn)為水柱高,空泡手感豐富,但對(duì)清洗負(fù)載變化靈敏度高。
使用場(chǎng)合(建議):高頻(如40K以上)或小功率換能器(60W以下)采用黑色晶片組裝的換能器,低頻或大功率換能器采用黃色晶片組裝的換能器。
不同頻率超聲波換能器的應(yīng)用
A.換能器頻率與波長(zhǎng)成反比,波長(zhǎng)大小與空泡直徑大小有關(guān)(嚴(yán)格意義說(shuō),是頻率低成核的時(shí)間較長(zhǎng)所致),而空泡直徑與其爆炸壓力成有關(guān)。一般頻率越高,波長(zhǎng)小,空泡直徑小,爆炸壓力低,但空泡密度高,滲透性好。
B.被清洗物污垢較重或較難被清洗,且爆炸沖擊對(duì)被清洗物表面?zhèn)Σ淮髸r(shí),應(yīng)選擇低頻系列換能器。常用行業(yè)有:磁性行業(yè)、汽保行業(yè)、紡織行業(yè)等。注意,此系列的噪聲較大,最好做隔音處理。
C.被清洗物污垢稍重或清洗難易適中,且爆炸沖擊對(duì)被清洗物表面?zhèn)Σ淮髸r(shí),應(yīng)選擇中頻系列換能器。此系列行業(yè)應(yīng)用最廣,常見(jiàn)的有:機(jī)械加工行業(yè)、電鍍行業(yè)、餐飲行業(yè)等。
D.被清洗物污垢較輕、清洗容易,或?qū)Ρ_擊對(duì)被清洗物表面?zhèn)τ幸髸r(shí),應(yīng)選擇中高頻系列換能器。常用的行業(yè)有:精密零件、玻璃眼鏡、電子元器件、電路板等;
E.被清洗物污垢很輕、清洗容易,要求對(duì)爆炸沖擊對(duì)被清洗物表面禁止有任何傷害時(shí),應(yīng)選擇高頻系列換能器。常用的行業(yè)有:半導(dǎo)體、特殊的高精密零件等。
不同功率超聲波換能器的應(yīng)用場(chǎng)合
換能器的功率取決于壓電陶瓷體積和設(shè)計(jì)頻率??紤]輸入驅(qū)動(dòng)電壓的限制,在一定頻率下,壓電陶瓷體積一般通過(guò)其直徑變化來(lái)調(diào)整功率大小。為避免換能器橫向振動(dòng)的干擾,換能器設(shè)計(jì)時(shí)橫向振動(dòng)頻率(對(duì)應(yīng)于直徑)要遠(yuǎn)高于使用頻率(縱向頻率),這樣頻率限制了換能器的功率范圍。
一般低頻場(chǎng)合選用100W系列或更高功率的非常規(guī)系列,中頻場(chǎng)合選擇50W或100W系列,中高頻以上選50W系列或更低功率的非常規(guī)系列。
需要說(shuō)明的是,對(duì)于可用50W或100W系列的中頻場(chǎng)合,如條件允許,盡可能選擇低功率的,因?yàn)楣β实偷膿Q能器,需要的數(shù)量多,超聲波均勻性好,振子穩(wěn)定性好,壽命高,不銹鋼材料表面空化腐蝕小。
不同形狀超聲波換能器的應(yīng)用
常用換能器形狀主要分喇叭狀和立柱狀,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的差別主要在于輻射前蓋的形狀,前者是錐體喇叭;后者是直棒形狀。
喇叭狀換能器的阻抗高,帶寬寬,更易于適配電路,因此其聲輻射效率比直柱形換能器高,即同樣的輸入電功率.在清洗槽中得到較大的聲功率,而消耗在換能器上的電功率較少,因而換能器的發(fā)熱也低。
當(dāng)輸入換能器的電功率相同時(shí), 由于喇叭輻射面的面積比棒狀換能器大,所以輻射面的聲強(qiáng)較低,與其粘結(jié)的不銹鋼板表面空化腐蝕小。所以在一般情況下采用喇叭狀換能器較好。但立柱狀換能器因其輻射面的面積小,輻射聲強(qiáng)高,作用距離遠(yuǎn),例如清洗較深螺孔時(shí),就宜采用此型。