اصل طراحی مدار مبدل اولتراسونیک

مبدل اولتراسونیک یک دستگاه تبدیل انرژی است که برای تولید امواج اولتراسونیک ضروری است و انرژی نوسانات الکترومغناطیسی اولتراسونیک را به امواج صوتی تبدیل می کند. این یک مبدل اولتراسونیک است که به عنوان مبدل شاخ نیز شناخته می شود که با وزن سبک، اندازه کوچک و انرژی بالا مشخص می شود. در شکل، 1 یک پوشش فلزی جلو، 2 یک سیم الکترود، 3 یک صفحه سرامیکی پیزوالکتریک، 4 یک پوشش فلزی عقب و 5 یک پیچ پیش مونتاژ است.

ورق های سرامیکی پیزوالکتریک هر دو ورق مجاور در جهات مخالف پلاریزه می شوند و تعداد ویفرها یک عدد زوج است، به طوری که صفحات روکش فلزی جلو و عقب به الکترودهایی با قطبیت یکسان متصل می شوند، در غیر این صورت یک واشر عایق بین صفحات روکش جلو و عقب و ویفر قرار می گیرد. بین دو ویفر، یک قطعه نازک برنجی (ضخامت کمتر از 0.1 میلی متر) معمولاً بین ویفر و پوشش فلزی به عنوان سرب الکترود لحیم کاری قرار می گیرد. ویفر، مس الکترود، تکیه گاه فلزی و روکش های فلزی جلو و عقب به شدت استفاده می شود. پیچ های چسب دار و پیش تنیده را می توان قبل یا بعد از پخت اپوکسی سفت کرد. از آنجایی که تنش فشاری سرامیک های پیزوالکتریک بسیار بیشتر از تنش فشاری است. لایه سیمانی نیز به راحتی در مرحله کشش تحت دامنه زیاد از بین می رود، بنابراین از پیچ پیش مکمل برای تحت فشار قرار دادن ویفر و قسمت چسباندن ویبراتور استفاده می شود. برای اطمینان از عملکرد ایمن دستگاه. مقدار پیش تنیدگی اعمال شده باید به درستی کنترل شود. در آینده، تناسب جمع و جور به یک واشر فنری دیسکی شکل و واشر بین پیچ پیش تنیده و روکش نیاز خواهد داشت. علاوه بر این، پیچ پیش تنیده تأثیر کمی بر فرکانس رزونانس دارد و راندمان تبدیل الکتروآکوستیک تغییر نمی کند. حداکثر توان از مبدل پاک کننده اولتراسونیک قابل جذب و تکثیر و وظایف اصلی مبدل به شرح زیر است:

1، ویبراتور

را مواد سرامیک پیزوالکتریک عنصر تبدیل الکتروآکوستیک نامیده می شود. برای یک نوسان ساز با یک دوم طول موج، وقتی می لرزد، دامنه هر دو سر آن بزرگ ترین است و مقطعی با سرعت ارتعاش صفر در وسط وجود دارد که به صفحه گره تبدیل می شود و موقعیت صفحه گره چگالی، اتصال صوتی و اندازه پوشش پشتی و پشته ویفر متفاوت است. صفحه مقطع در موقعیت مقطع قرار می گیرد تا ویبراتور را ثابت کند و ساختار مبدل را به عنوان یک کل در نظر بگیرد. اگر ولتاژ اولتراسونیک برابر باشد فرکانس طبیعی ویبراتور به الکترود ویبره اعمال می شود و ویبره متناسب با دامنه ولتاژ می لرزد، حرکت طولی دو صفحه پوشش فلزی برای انتشار انرژی اولتراسونیک تحت فشار قرار می گیرد.

2، پوشش سرعت جلو و عقب

پوشش فلزی جلو از فلز سبک مانند آلومینیوم سخت یا آلیاژ منیزیم ساخته شده است و روکش پشتی از فلز سنگین فولادی یا برنجی ساخته شده است تا درب جلویی جابجایی بسیار بزرگتر از پوشش عقب ایجاد کند. با توجه به قانون بقای تکانه و اصل کار مبدل، می توان دید که تکانه در دو طرف صفحه مقطع برابر و مخالف جهت است و سرعت حرکت با چگالی آن نسبت عکس دارد. آلومینیوم به عنوان پوشش جلو و فولاد به عنوان پوشش عقب استفاده می شود و نسبت جابجایی حدود سه به یک است. در این مورد، جابجایی سطح فلز سبک زیاد است و بخش زیادی از انرژی ارتعاشی ذخیره شده در ویبراتور را می توان تابش کرد. پوشش فلزی سبک جلویی به گونه ای طراحی شده است که با آلومینیوم سخت (وزن مخصوص 27) و آب (وزن مخصوص 1) منطبق شود تا انتقال جهتی انرژی مافوق صوت را تسهیل کند.

ژنراتور اولتراسونیک یک نوسان ساز الکترونیکی فرکانس اولتراسونیک است. هنگامی که فرکانس اولتراسونیک تولید شده توسط نوسانگر به مبدل حلقه های پیزو مبدل اولتراسونیک، عنصر سرامیکی پیزوالکتریک تحت اثر میدان الکتریکی لرزش طولی ایجاد می کند. هنگامی که عنصر پیزوالکتریک به صورت اولتراسونیک نوسان می کند، به نظر می رسد یک پیستون کوچک با دامنه کوچک در حدود 1 ~ 10-20 میکرومتر است، اما شتاب این ارتعاش بسیار زیاد است، که 10 تا 103 برابر شتاب گرانش است، بنابراین این انرژی الکترومغناطیسی عظیم در جهت حرکت نوسانی به انرژی ویژه نوسانی تبدیل می شود.

3، نوسانگر اولتراسونیک (مدار درایو)