上海索昵科斯超聲波技術(shù)有限公司和蘇州科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā),并擁有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化超聲波發(fā)生器系統(tǒng),SK-3512超聲波發(fā)生器工作原理如下:
第一個是提供輸出功率信號,我們知道當(dāng)發(fā)生器的供電電源(電壓)發(fā)生變化時。發(fā)生器的輸出功率也會發(fā)生變化,這時反映在換能器上就是機(jī)械振動忽大忽小,導(dǎo)致超聲波發(fā)生器工作不穩(wěn)定。因此需要穩(wěn)定輸出功率,通過功率反饋信號相應(yīng)調(diào)整功率放大器,使得功率放大穩(wěn)定。超聲波發(fā)生器的原理是首先由信號發(fā)生器來產(chǎn)生一個特定頻率的信號,這個信號可以是正弦信號,也可以是脈沖信號,這個特定頻率就是換能器的頻率,一般應(yīng)用在超聲波設(shè)備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、70KHz;
第二個是提供頻率跟蹤信號。當(dāng)換能器工作在諧振頻率點(diǎn)時其效率最高,工作最穩(wěn)定,而換能器的諧振頻率點(diǎn)會由于裝配原因和工作老化后改變,當(dāng)然這種改變的頻率只是漂移,變化不是很大,頻率跟蹤信號可以控制信號發(fā)生器,使信號發(fā)生器的頻率在一定范圍內(nèi)跟蹤換能器的諧振頻率點(diǎn)。讓發(fā)生器工作在最佳狀態(tài)。
特別是微處理器(uP)的介入,使超聲波發(fā)生器的功能越來越強(qiáng)大,信號源部分采用CPU為核心的信號發(fā)生和控制部分,一般都采用12-15V電壓驅(qū)動,產(chǎn)生方波信號供給信號放大電路;超聲波電源的定時控制、調(diào)節(jié)等外加功能都可以通過控制信號源的信號輸出方式完成,采用低電壓控制,安全可靠性會肯定高。信號放大部分是將信號源產(chǎn)生的信號放大后輸出給超聲波換能器。不同電路的超聲波電源,其輸出電路、電壓的不同是導(dǎo)致傳播效率高低的重要原因。輸出電壓低,發(fā)生器消耗電能自然就大,同時振子還容易發(fā)熱,產(chǎn)生的感應(yīng)電場強(qiáng)。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電路,增大輸出給超聲波換能器的電壓可能會取得很好的效果。
在數(shù)字化電子設(shè)備中,波形產(chǎn)生電路一直是一種很重要的電路。在各種波形中,雖然正弦波不是最常用的波形,但要產(chǎn)生一個精確而且穩(wěn)定的正弦波,也并不容易。傳統(tǒng)的正弦波產(chǎn)生電路一般采用模擬電路來實現(xiàn),既不精確也不穩(wěn)定,且體積龐大。隨著電路系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展,直接將數(shù)字頻率合成應(yīng)用。采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù),設(shè)計實現(xiàn)了一個頻率、相位可控的
正弦信號發(fā)生器。由數(shù)字化系統(tǒng)對其頻率設(shè)定、追蹤補(bǔ)償、幅度設(shè)定、放大匹配輸出、信號檢測分析來控制其輸出功率、振幅、能量。而且在超聲波電腦控制焊接系統(tǒng)中設(shè)有時間、能量、距離尺寸、深度尺寸等多種運(yùn)用模式來實現(xiàn)不同的焊接需求。該系統(tǒng)具有精度高、顯示直觀、智能化程度高、控制靈活、性能較好、可靠性和穩(wěn)定性更好、使用方便和性能價格比高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)模擬電路采用它激式或自激式分立元器件組成,經(jīng)放大匹配輸出至換能器,形成一閉環(huán)回路。
實際超聲應(yīng)用中隨著外界溫度、材料剛度、負(fù)載等工況的變化會引起系統(tǒng)參數(shù)的變化,使得最大效率輸出的超聲系統(tǒng)的諧振頻率發(fā)生漂移,從而導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生變化。這種變化可能會使換能器工作面的振動幅度減小,加工效率下降
所以必須實時地對換能器的諧振頻率進(jìn)行跟蹤。若用手工方式調(diào)整頻率效率低下,并不適應(yīng)目前自動化生產(chǎn)的需要因此
就需要發(fā)生器具有自動調(diào)節(jié)頻率的性能,即通常所說的頻率自動跟蹤。頻率跟蹤技術(shù)其實就是利用反饋原理及技術(shù),自動調(diào)節(jié)發(fā)生器的振蕩頻率,使其隨著換能器諧振頻率的變化而改變,以保持換能器能始終工作在某種設(shè)定狀態(tài)下。
在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),隨著負(fù)載突然變化或換能器的溫度緩慢變化,換能器的諧振頻率變化也呈瞬時或緩慢的形式
故對于不同的變化形式,可以采用不同的頻率跟蹤方法。如對于瞬時頻率跟蹤采用鎖相跟蹤方式效果較好,而對于換能器因溫度及性能一致性差等原因引起的的諧振頻率漂移用電流反饋來跟蹤則更合適
如果采用兩者相結(jié)合的辦法可以解決鎖相跟蹤易失鎖和電流反饋式響應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。由此可見復(fù)合式跟蹤法綜合了各種頻率跟蹤方法的優(yōu)點(diǎn)且彌補(bǔ)了各自的缺點(diǎn),使得頻率跟蹤更加可靠。
行業(yè)應(yīng)用:
汽車內(nèi)飾塑料件的鉚接、穿刺、焊棉。隔音棉可有效實現(xiàn)車門隔音;前后蓋、防火墻及底板隔音,車輛減震緩沖;降低和有效緩解底盤的金屬疲勞,延長車體使用壽命。使用超聲波對汽車門板、護(hù)板、皮革、包邊、隔音棉、穿刺、焊接時,不需要加熱也不需要加輔料,廣泛應(yīng)用于汽車輪眉焊接、汽車門板護(hù)板焊接、汽車?yán)走_(dá)支架焊接、汽車擾流板焊接,可以大大減少產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量;超聲波焊頭作用于傳遞振動能量,傳遞壓力,傳遞振幅提供與產(chǎn)品外形一致的形狀,同時具有能耗低、效率高、不變形、無污染、焊接牢固、操作方便等特點(diǎn)。在工業(yè)上的用途非常廣泛。
上海索昵科斯超聲波技術(shù)有限公司和蘇州科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā),并擁有核心技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化超聲波發(fā)生器系統(tǒng),SK-3512超聲波發(fā)生器工作原理如下:
第一個是提供輸出功率信號,我們知道當(dāng)發(fā)生器的供電電源(電壓)發(fā)生變化時。發(fā)生器的輸出功率也會發(fā)生變化,這時反映在換能器上就是機(jī)械振動忽大忽小,導(dǎo)致超聲波發(fā)生器工作不穩(wěn)定。因此需要穩(wěn)定輸出功率,通過功率反饋信號相應(yīng)調(diào)整功率放大器,使得功率放大穩(wěn)定。超聲波發(fā)生器的原理是首先由信號發(fā)生器來產(chǎn)生一個特定頻率的信號,這個信號可以是正弦信號,也可以是脈沖信號,這個特定頻率就是換能器的頻率,一般應(yīng)用在超聲波設(shè)備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、70KHz;
第二個是提供頻率跟蹤信號。當(dāng)換能器工作在諧振頻率點(diǎn)時其效率最高,工作最穩(wěn)定,而換能器的諧振頻率點(diǎn)會由于裝配原因和工作老化后改變,當(dāng)然這種改變的頻率只是漂移,變化不是很大,頻率跟蹤信號可以控制信號發(fā)生器,使信號發(fā)生器的頻率在一定范圍內(nèi)跟蹤換能器的諧振頻率點(diǎn)。讓發(fā)生器工作在最佳狀態(tài)。
特別是微處理器(uP)的介入,使超聲波發(fā)生器的功能越來越強(qiáng)大,信號源部分采用CPU為核心的信號發(fā)生和控制部分,一般都采用12-15V電壓驅(qū)動,產(chǎn)生方波信號供給信號放大電路;超聲波電源的定時控制、調(diào)節(jié)等外加功能都可以通過控制信號源的信號輸出方式完成,采用低電壓控制,安全可靠性會肯定高。信號放大部分是將信號源產(chǎn)生的信號放大后輸出給超聲波換能器。不同電路的超聲波電源,其輸出電路、電壓的不同是導(dǎo)致傳播效率高低的重要原因。輸出電壓低,發(fā)生器消耗電能自然就大,同時振子還容易發(fā)熱,產(chǎn)生的感應(yīng)電場強(qiáng)。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電路,增大輸出給超聲波換能器的電壓可能會取得很好的效果。
在數(shù)字化電子設(shè)備中,波形產(chǎn)生電路一直是一種很重要的電路。在各種波形中,雖然正弦波不是最常用的波形,但要產(chǎn)生一個精確而且穩(wěn)定的正弦波,也并不容易。傳統(tǒng)的正弦波產(chǎn)生電路一般采用模擬電路來實現(xiàn),既不精確也不穩(wěn)定,且體積龐大。隨著電路系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展,直接將數(shù)字頻率合成應(yīng)用。采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù),設(shè)計實現(xiàn)了一個頻率、相位可控的
正弦信號發(fā)生器。由數(shù)字化系統(tǒng)對其頻率設(shè)定、追蹤補(bǔ)償、幅度設(shè)定、放大匹配輸出、信號檢測分析來控制其輸出功率、振幅、能量。而且在超聲波電腦控制焊接系統(tǒng)中設(shè)有時間、能量、距離尺寸、深度尺寸等多種運(yùn)用模式來實現(xiàn)不同的焊接需求。該系統(tǒng)具有精度高、顯示直觀、智能化程度高、控制靈活、性能較好、可靠性和穩(wěn)定性更好、使用方便和性能價格比高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)模擬電路采用它激式或自激式分立元器件組成,經(jīng)放大匹配輸出至換能器,形成一閉環(huán)回路。
實際超聲應(yīng)用中隨著外界溫度、材料剛度、負(fù)載等工況的變化會引起系統(tǒng)參數(shù)的變化,使得最大效率輸出的超聲系統(tǒng)的諧振頻率發(fā)生漂移,從而導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生變化。這種變化可能會使換能器工作面的振動幅度減小,加工效率下降
所以必須實時地對換能器的諧振頻率進(jìn)行跟蹤。若用手工方式調(diào)整頻率效率低下,并不適應(yīng)目前自動化生產(chǎn)的需要因此
就需要發(fā)生器具有自動調(diào)節(jié)頻率的性能,即通常所說的頻率自動跟蹤。頻率跟蹤技術(shù)其實就是利用反饋原理及技術(shù),自動調(diào)節(jié)發(fā)生器的振蕩頻率,使其隨著換能器諧振頻率的變化而改變,以保持換能器能始終工作在某種設(shè)定狀態(tài)下。
在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),隨著負(fù)載突然變化或換能器的溫度緩慢變化,換能器的諧振頻率變化也呈瞬時或緩慢的形式
故對于不同的變化形式,可以采用不同的頻率跟蹤方法。如對于瞬時頻率跟蹤采用鎖相跟蹤方式效果較好,而對于換能器因溫度及性能一致性差等原因引起的的諧振頻率漂移用電流反饋來跟蹤則更合適
如果采用兩者相結(jié)合的辦法可以解決鎖相跟蹤易失鎖和電流反饋式響應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。由此可見復(fù)合式跟蹤法綜合了各種頻率跟蹤方法的優(yōu)點(diǎn)且彌補(bǔ)了各自的缺點(diǎn),使得頻率跟蹤更加可靠。
行業(yè)應(yīng)用:
汽車內(nèi)飾塑料件的鉚接、穿刺、焊棉。隔音棉可有效實現(xiàn)車門隔音;前后蓋、防火墻及底板隔音,車輛減震緩沖;降低和有效緩解底盤的金屬疲勞,延長車體使用壽命。使用超聲波對汽車門板、護(hù)板、皮革、包邊、隔音棉、穿刺、焊接時,不需要加熱也不需要加輔料,廣泛應(yīng)用于汽車輪眉焊接、汽車門板護(hù)板焊接、汽車?yán)走_(dá)支架焊接、汽車擾流板焊接,可以大大減少產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量;超聲波焊頭作用于傳遞振動能量,傳遞壓力,傳遞振幅提供與產(chǎn)品外形一致的形狀,同時具有能耗低、效率高、不變形、無污染、焊接牢固、操作方便等特點(diǎn)。在工業(yè)上的用途非常廣泛。