Analisador de Transdutores e Sonotrodos

TRZ
Analisador de Transdutores e Sonotrodos
Para o teste e a sintonia de transdutores, conversores,
sonotrodos e conjuntos acústicos ultrassônicos de potência.
O Analisador TRZ é a chave para a fabricação, o controle de qualidade e
a manutenção eficiente de transdutores, conversores, transformadores
acústicos, sonotrodos e conjuntos acústicos ultrassônicos de potência.
Funcionamento
Ao toque de um botão, o Analisador TRZ determina as frequências e
as respectivas impedâncias de funcionamento do elemento em teste.
Veja na última página informações sobre como utilizar estes resultados.
Resultado do teste de um conjunto acústico de 20 kHz.
Software TRZ
O Analisador TRZ inclui o Software TRZ que facilita o processo
de sintonia, calcula o fator de qualidade mecânico e determina
o circuito equivalente, além de aplicar critérios de aceite, gerar
relatório, salvar e recuperar resultados.
Software TRZ comparando curvas de sonotrodos.
O TRZ proporciona:
ATCP Engenharia Física
[email protected] / +55-16-3289-9481
www.atcp.com.br
• Tecnologia de topo com excelente relação custo x benefício.
• Alto retorno com a redução dos custos de fabricação e manutenção.
V3 PT (Jan2016)
Acompanhe a sintonia com gráficos
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1
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O Software TRZ é capaz de calcular o circuito equivalente de ButterworthVan Dyke (BVD) do dispositivo em teste, e a partir deste circuito equivalente,
o fator de qualidade Q.
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Calcule o circuito equivalente e o fator de qualidade
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1
L
O Software TRZ permite acompanhar passo-a-passo a variação da
frequência e dos demais parâmetros de sonotrodos e transdutores em
função do avanço do processo de sintonia, do tempo e da temperatura.
C
R
L
R
C
Configurações série e paralelo do circuito equivalente de Butterworth-Van Dyke
(BVD) calculável com o Software TRZ.
Teste cerâmicas piezo para a detecção de trincas
Com o acessório “PiezoHolder” é possível testar
cerâmicas piezoelétricas para a detecção de trincas
internas, e com isso, realizar o controle de qualidade
das cerâmicas novas e reutilizar cerâmicas usadas
com segurança.
Co
Co
Especificações técnicas do Analisador TRZ:
“PiezoHolder”
Faixa de frequência:
De 1 a 200 kHz com resolução de 1 Hz
Incerteza da frequência:
± 0,05 % em 25 °C
Faixa de impedância: De 0,1 Ω a 999,9 kΩ
Incerteza da impedância: ± 3 % em 25 °C / 20 kHz e na faixa de 0,1 a 10 kΩ
Trinca
Medições mostrando o padrão de uma cerâmica íntegra (gráfico à esquerda) e de outra
com trinca interna (gráfico à direita). A Presença de trincas causa ressonâncias espúrias facilmente identificáveis.
Memória:
01 (última medição)
Dimensões e peso:
26 x 25 x 10 cm / 3,8 kg
A calibração e o teste funcional do Analisador TRZ pode
ser realizada com facilidade empregando o “TRZ
Calibration Kit”. Este acessório é particularmente
interessante para aplicações críticas, por exemplo,
para o controle de qualidade de equipamentos
médicos. O “TRZ Calibration Kit” é composto por
um resistor de precisão de 10 kΩ e um ressonador
padrão de 100 kHz.
“TRZ Calibration Kit”
Tecnologia ultrassônica de potência
Conjuntos acústicos são dispositivos que convertem energia elétrica em
vibração. Para compreender o seu funcionamento, pode-se estabelecer
uma analogia ente um conjunto acústico de solda por ultrassom e o sistema mecânico de um automóvel [1].
O transdutor realiza a conversão de energia (motor), o transformador acústico
ajusta a proporção entre a froça e a velocidade (caixa de câmbio), e finalmente o
sonotrodo direciona e aplica esta energia para realizar o trabalho desejado (rodas).
No automóvel, todas as partes do sistema mecânico devem estar bem casadas para a transmissão eficiente de energia. O mesmo ocorre nos sistemas ultrassônicos, mas neste caso o casamento depende da frequência e do acoplamento adequado entre as partes.
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Motor
Transformador
acústico
Caixa
de câmbio
Rodas
Sonotrodo
Conjunto acústico
Automóvel
Modos de operação
Sintonia de sonotrodos
Todo sonotrodo deve estar sintonizado para que
funcione corretamente, não aqueça e tenha vida
útil longa. A tolerância ideal para a sintonia é de
± 0,25 % (por exemplo, 20.000 ± 50 Hz).
Para aumentar a frequência:
Operam na ressonância:
- Transdutores para cavitação
- Equipamentos para sonoquímica
- Equipamentos de limpeza
Impedância (Ohms)
Os transdutores e os conjuntos acústicos têm
duas frequências de operação, que são facilmente
identificáveis na curva do módulo da impedância
versus frequência.
O máximo corresponde à frequência de antiressonância, onde ocorre a amplitude máxima de
vibração e opera a maioria das máquinas de solda
por ultrassom.
O mínimo corresponde à frequência de
ressonância, onde ocorre a força máxima
de vibração e operam os equipamentos de
limpeza por ultrassom.
2
Transdutor
Operam na antiressonância:
- Máquinas de solda por ultrassom
- Dental scalers
- Bisturis ultrassônicos
- Polidores de fieiras
Frequência (kHz)
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Teste de transdutores
Para que um transdutor ou conversor funcione
adequadamente, sua frequência e impedância
devem estar dentro de faixas de aceite especificadas
pelo fabricante.
Os fatores determinantes para a frequência e
a impedância são a precisão dimensional e de
montagem, o aperto aplicado, o estado das
cerâmicas e a sintonia.
- Reduza o comprimento.
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Teste de conjuntos acústicos
A frequência e a impedância de conjuntos acústicos
também devem estar dentro de faixas de aceite. Em
sistemas de solda, a tolerância típíca é de ± 0,25 %
para a frequência, por exemplo, 20.000 Hz ± 50 Hz.
O desempenho depende do alinhamento das
frequências e do acoplamento entre as partes. Pode
ocorrer que um conjunto tenha baixo desempenho,
mesmo estando na frequência certa, ao se combinar
conversores e sonotrodos descasados (um com
frequência baixa e outro com alta). Este tipo de
problema é detectado com a medição da impedância
e do fator de qualidade.
Para abaixar a frequência:
- Recue a posição do escalonamento,
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Centro de gravidade
- Sulque no centro de gravidade,
Teste de cerâmicas piezo
As cerâmicas piezoeléctricas constituem o núcleo
dos transdutores e conversores ultrassônicos e
devem ser testadas para a detecção de trincas
internas, mesmo que sejam novas.
O teste consiste na caracterização do módulo
da impedância em função da frequência para a
detecção de ressonâncias espúrias que indicam a
presença de trincas.
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Manutenção preventiva
Problemas em sistemas ultrassônicos causam
transtornos e prejuízos que podem ser facilmente
evitados com a manutenção preventiva.
Em geral, desvios na frequência indicam desgaste,
e na impedância, problemas de acoplamento. Estes
problemas são resolvidos com reaperto e polimento
das interfaces.
- Alargue os rasgos.
Para a realização da sintonia, o Analisador TRZ
deve ser empregado em conjunto com o Software
TRZ e de forma intercalada com a usinagem.
Além da manutenção preventiva, é importante a
realização de inspeções de recebimento de peças
novas ou recondicionadas por terceiros.
[1] Ultrasonic assembly of thermoplastic moldings and semi-finished products - Recommendations on
methods, construction and applications. ZVEI (German Electrical Manufactures Association).
Para informações, visite nosso site: www.atcp.com.br