Традиционният ултразвуков анализатор на импеданс всички се нуждаят от компютър, работещ със софтуер, за да реализира функцията за анализ на сканиране, а HS520A, осигурен от серия ултразвуков импеданс анализатор на Altrasonic, има не само функциите на компютърен анализ на сканиране, но също така осигурява дисплей в инструмента директно функция на сканиране на пиезоелектрическо устройство, клиентите не повече се нуждаете от компютър за всяка конфигурация на инструмента. Този метод не само гарантира ефективността на теста, но и намалява цената на теста. Това е серия продукти HS520A в областта на пиезоелектричното тестване, за да предостави на клиентите друго супер стойностно решение.
В същото време HS520A има добра точност на измерване, ултра широк честотен обхват и отлична стабилност, което може да отговори на изискванията за измерване на повечето ултразвукови устройства и материали.
Ултразвуковият анализатор на импеданса се използва главно за измерване на импедансните характеристики на всички видове ултразвукови устройства, включително: пиезоелектрична керамика, преобразуватели, ултразвукови почистващи машини, ултразвуков диапазон, ултразвукови двигатели, ултразвукови разходомери, ултразвукови детектори за дефекти и друга ултразвукова апаратура.
Параметър на измерване
За пиезоелектрическото устройство неговите импедансни характеристики варират в зависимост от честотата. Пълното описание на пиезоелектрическо устройство изисква изключително сложна схема на веригата и в честотната лента, която ни интересува, е избрана по-опростена мрежа (включително индуктори, резистори, кондензатори), по-пълно описание на характеристиките на пиезоелектрическото устройство. Доказано е, че мрежата е изградена чрез използване на индуктори, резистори и кондензатори, включени в следната мрежа, и необходимите мрежови характеристики могат да бъдат по-добре възпроизведени.
За общо пиезоелектрическо устройство няма друг резонанс в честотната област далеч от определена резонансна честота. В честотната област в близост до резонансната честота устройството може да се симулира с множество индуктори, резистори и кондензатори, а съответната еквивалентна схема е както е показано по-долу. Показва се както следва:
Фигура 1: Обща схема на еквивалентни пиезоелектрически устройства
Фигура 2: Характеристики на приемане на пиезоелектрически устройства
На фиг. 1, (а) е символ, указващ пиезоелектрическо устройство, и (b) е еквивалентна схема на пиезоелектрическото устройство. Когато C0 е статичен кондензатор, R1, C1 и L1 са съпротивление, капацитет и индуктивност в динамичен импеданс, съответно, и R0 е изолационното съпротивление на материала. В горната еквивалентна схема, тъй като веригата е изразена успоредно, е удобно да се използва анализ на допускане, така че допускането на цялата верига да е Y, а паралелният клон (състоящ се от R0, C0, наречен статичен прием). Y0, клон на серията
Пътят (съставен от R1, L1 и C1, наречен динамичен прием) се приема за Y1.
Y = Y0 + Y1 Y0 = 1 / R0 + 1 / (j2πfC0), Y1 = 1 / {R1 + j2πf L1 + 1 / (j2πfC1)}
Изчислението може да се използва за получаване на изменението на общия прием Y и динамичното допускане Y1 с честотата f (характеристика на приемане-честота). Y и Y1 са вектори, които трябва да бъдат разложени на реални части (проводимост G) и въображаеми части (възприемане В) в графична форма.
Фигура 2 показва две различни представителни характеристики на приемането. Горната част е характерната диаграма на проводимостта / суспензията с честота, жълтата линия представлява характеристичната диаграма B (S) - f, а червената линия е характеристичната диаграма G (S) - f. Долната половина е допустима векторна равнина, абсцисата е проводимостта G (истинската част на допускането), а ординатата е приемането B (въображаемата част на допускането), което показва как тя варира с честотата.
Характеристики на изменението на допускането на устройството.
Когато честотата на сигнала се променя в обхвата около резонансната честота (сериен резонанс), траекторията на вектора Y1 е кръг, чийто център е (1 / 2R1, 0), а радиусът е 1 / 2R1.
Когато траекторията на вектора Y1 около резонансната честота се завърта с един кръг, векторът Y0 варира обикновено с честотата и може да се разглежда като константа. Следователно кръгът на траекторията на Y1 се превежда по надлъжната ос на допустимата равнина. Можете да получите траекторията на кръга на приемането Y като функция на честотата, така наречения кръг на допускане.
С помощта на диаграмата за приемане може да се получи еквивалентната верига на пиезоелектрическото устройство и други важни параметри.
(1) Fs: Честотата на механичния резонанс, тоест работната честота на вибрационната система, трябва да бъде възможно най-близка до очакваната стойност в проекта. За почистваща машина, колкото по-висока е резонансната честота на вибратора, толкова по-добре. За пластмасови заварчици или ултразвукова обработка, ако конструкцията на клаксона или плесени не е разумна, резонансната честота на вибратора ще се отклони от работната точка.
(2) Gmax: Проводимост в сериен резонанс, стойност на проводимостта, когато вибрационната система работи, която е реципрочна на динамичното съпротивление R1. Колкото по-голям, толкова по-добре при същите поддържащи условия, Gmax = 1 / R1. Обикновено за почистване или заваряване на вибратори тя е между около 50 mS и 500 mS. Ако тя е твърде малка, като цяло вибраторът или вибрационната система може да имат проблеми като несъответствие на веригата или ниска ефективност на преобразуване и кратък живот на вибратора.
(3) C0: Капацитет на статичния клон в еквивалентната верига на пиезоелектрическото устройство, C0 = CT-C1 (където: CT е свободният капацитет на 1 kHz, а C1 е капацитетът на динамичния клон в еквивалентната верига на пиезоелектрическото устройство). При употреба балансирайте С0 с индуктивност. В схемата на пералня или ултразвукова обработваща машина правилното балансиране на C0 може да увеличи коефициента на мощност на захранването. Има два метода за използване на баланса на индуктора, паралелна настройка и серийна настройка.
(4) Qm: механичен коефициент на качество, определен по метода на кривата на проводимост, Qm = Fs / (F2-F1), колкото по-високо е Qm, толкова по-добре, защото колкото по-високо е Qm, толкова по-висока е ефективността на вибратора; но Qm трябва да съответства на захранването, Qm Когато стойността е твърде висока, захранването не може да съвпада.
За почистване на вибратора, колкото по-висока е Qm стойността, толкова по-добре. Най-общо казано, Qm на почистващия вибратор трябва да достигне 500 или повече. Ако тя е твърде ниска, ефективността на вибратора е ниска.
За ултразвукова обработка, Qm стойността на самия вибратор обикновено е около 500. След добавянето на клаксона, той обикновено достига около 1000 плюс матрицата, като цяло достига 1500-3000. Ако тя е твърде ниска, ефективността на вибрациите е ниска, но не бива да бъде твърде висока, тъй като колкото по-висока е Qm, толкова по-тясна е работната широчина, трудното захранване е трудно да се съвмести, захранването е трудно да се работи в резонансна честотна точка и устройството не може да работи.
(5) F2, F1: честотата на точката на половин мощност на вибратора. За цялата вибрационна система (включително клаксона и матрицата) за ултразвукова обработка F2-F1 е по-голяма от 10 Hz, в противен случай честотната лента е твърде тясна, захранването е трудно да се работи в резонансната честотна точка и устройството не може да работи.
F2-F1 е пряко свързан със стойността на Qm, Qm = Fs / (F2-F1).
(6) Fp: антирезонансна честота (главно резонансът, генериран от С0 и L1), резонансната честота на паралелния клон на пиезоелектричния вибратор. При тази честота импедансът на пиезоелектричния вибратор е най-голям, а допустимият - най-малък.
(7) Zmax: антирезонансен импеданс. При нормални условия антирезонансното съпротивление на датчик е над няколко десетки килограма. Ако антирезонансният импеданс е сравнително нисък, животът на вибратора често е кратък.
(8) CT: Свободен капацитет, стойността на капацитета на пиезоелектрическото устройство на 1 kHz. Тази стойност съответства на стойността, измерена с цифровия измервател на капацитет. Тази стойност минус динамичният кондензатор C1 може да получи истинския статичен капацитет C0, C0 трябва да бъде балансиран от външен индуктор, C1 участва в преобразуване на енергия, когато системата работи, няма нужда да се балансира.
(9) Динамично съпротивление R1: Това е съпротивлението на серийното свързване на пиезоелектричните вибратори на фигурата. Формулата е: R1 = 1 / D, където D е диаметърът на кръга за допускане.
(10) Динамична индуктивност L1: Това е индуктивността на серийния клон на пиезоелектричния вибратор на фигурата.
Формулата за изчисление е: L1 = R1 / 2π (F2-F1), където R1 е динамичното съпротивление, а F1 и F2 са половин точките на мощност.
(11) Динамичен капацитет C1: Това е капацитетът на серийния клон на пиезоелектричния вибратор на фигурата.
Формулата за изчисление е: C1 = 1 / 4π 2 Fs 2 L1, където Fs е резонансната честота и L1 е динамичната индуктивност.
(12) Статичен капацитет C0: Формулата за изчисление е C0 = CT-C1, където CT е свободният капацитет и C1 е динамичният капацитет.
(13) Keff: коефициент на ефективна електромеханична връзка. Най-общо казано, колкото по-голям е Keff, толкова по-висока е ефективността на преобразуването.
