5 As cerâmicas piezoelétricas são o núcleo e um elemento crítico dos transdutores. Para aplicações de potência, são usualmente empregadas cerâmicas dos tipos PZT-8 e PZT-4. Antes de serem utilizadas, e principalmente em casos de recuperação de transdutores, é indispensável comprovar que não há microtrincas. Utilizando o Software TRZ estas são facilmente detectáveis pela aparição de picos na curva da medição. Teste de cerâmicas piezo Transdutores e conjuntos acústicos são dispositivos que convertem energia elétrica em vibração. Para compreender o funcionamento, pode-se estabelecer uma analogia interessante entre um conjunto acústico de solda por ultra-som e o sistema mecânico de um automóvel. O transdutor realiza a conversão de energia (motor), o transformador ajusta a proporção entre a força 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 ultra-sônicos, mas neste caso o casamento se dá pelo ajuste de frequência e impedância. Conjunto acústico Automóvel Princípios de tecnologia ultra-sônica de potência Os transdutores têm duas frequências de operação, que são facilmente identificáveis na curva característica. O pico corresponde à frequência de anti- ressonância (velocidade de vibração máxima) onde operam os sistema de solda e eletromédicos. O vale corresponde à frequência de ressonância (força máxima) onde operam os sistemas de limpeza. 3 Para que um transdutor funcione adequadamente, sua frequência e impedância devem estar dentro de faixas de aceite. Por exemplo, para sistemas de solda a frequência deve ser 2,5% maior que a frequência nominal do conjunto acústico, com uma tolerância de ± 0,25%. Os fatores determinantes para a frequência e a impedância são: precisão dimensional e de montagem, aperto aplicado, estado das cerâmicas e sintonia fina (semelhante a dos sonotrodos). Teste de transdutores Teste de conjuntos acústicos 4 A frequência e a impedância de conjuntos acústicos também devem estar dentro de faixas de aceite. Em sistemas de solda, a tolerância é de ± 0,25% para a frequência, por exemplo: 20.000 Hz 50 Hz. O desempenho depende do afinamento em frequência e do acoplamento entre as partes. Pode ocorrer que um conjunto tenha baixo desempenho, mesmo estando na frequência certa, ao combinarem-se transdutores e conversores descasados (um com frequência baixa e outro com alta). Este tipo de problema é detectado com a medição da impedância. ± 6 Problemas em sistemas ultra-sônicos causam transtornos e prejuízos que podem ser facilmente evitados com a manutenção preditiva. Em geral, desvios na frequência indicam desgaste, e na impedância, problemas de acoplamento. Estes problemas são resolvidos com re-apertos e polimento das interfaces. Manutenção preditiva - Reduzir o comprimento. - Recuar a posição do escalonamento, - Alargar os rasgos. Centro de gravidade 2 O sonotrodo deve estar sintonizado para funcionar corretamente, não aquecer e ter vida longa. A tolerância deve ser de ± 0,25%, por exemplo, 20.000 ± 50 Hz. Sintonia de sonotrodos O Analisador TRZ, em conjunto com o Software, é empregado de forma intercalada com a usinagem para a sintonia através dos ajustes das dimensões. - Sulcar no centro de gravidade, Para aumentar a frequência: Para abaixar a frequência: A manutenção preditiva também engloba a realização de inspeções de recebimento em partes ultra-sônicas novas, evitando-se assim desperdícios de recursos. 1 Modo de operação Frequência (kHz) 19,6 19,8 20,0 20,2 20,4 20,6 20,6 100000 10000 1000 100 10 Sonotrodo Rodas Transformador acústico Transdutor Caixa de câmbio Impedância (Ohms) Motor - Máquinas de solda por ultra-som - Dental scalers odontológicos - Bisturis ultra-sônicos - Polidores de fieiras - Transdutores para cavitação - Equipamentos para sonoquímica - Sistemas de limpeza Resson ncia â Anti-resson ncia â Mais informações em: www.atcp.com.br
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As cerâmicas piezoelétricas são o núcleo e um elemento crítico dos transdutores. Para aplicações de potência, são usualmente empregadas cerâmicas dos tipos PZT-8 e PZT-4.
Antes de serem utilizadas, e principalmente em casos de recuperação de transdutores, é indispensável comprovar que não há microtrincas. Utilizando o Software TRZ estas são facilmente detectáveis pela aparição de picos na curva da medição.
Teste de cerâmicas piezo
Transdutores e conjuntos acústicos são dispositivos que convertem energia elétrica em vibração. Para compreender o funcionamento, pode-se estabelecer uma analogia interessante entre um conjunto acústico de solda por ultra-som e o sistema mecânico de um automóvel.
O transdutor realiza a conversão de energia (motor), o transformador ajusta a proporção entre a força 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 ultra-sônicos, mas neste caso o casamento se dá pelo ajuste de frequência e impedância.
Conjunto acústico Automóvel
Princípios de tecnologia ultra-sônica de potência
Os transdutores têm duas frequências de operação, que são facilmente identificáveis na curva característica.
O pico corresponde à frequência de anti-ressonância (velocidade de vibração máxima) onde operam os s i s tema de so lda e eletromédicos.
O vale corresponde à frequência de ressonância (força máxima) onde operam os sistemas de limpeza.
3
Para que um transdutor funcione adequadamente, sua frequência e impedância devem estar dentro de faixas de aceite. Por exemplo, para sistemas de solda a frequência deve ser 2,5% maior que a frequência nominal do conjunto acústico, com uma tolerância de ± 0,25%.
Os fatores determinantes para a frequência e a impedância são: precisão dimensional e de montagem, aperto aplicado, estado das cerâmicas e sintonia fina (semelhante a dos sonotrodos).
Teste de transdutores Teste de conjuntos acústicos4
A frequência e a impedância de conjuntos acústicos também devem estar dentro de faixas de aceite. Em sistemas de solda, a tolerância é de ± 0,25% para a frequência, por exemplo: 20.000 Hz 50 Hz.
O desempenho depende do afinamento em frequência e do acoplamento entre as partes. Pode ocorrer que um conjunto tenha baixo desempenho, mesmo estando na frequência certa, ao combinarem-se transdutores e conversores descasados (um com frequência baixa e outro com alta). Este tipo de problema é detectado com a medição da impedância.
±
6Problemas em sistemas ultra-sônicos causam transtornos e prejuízos que podem ser facilmente evitados com a manutenção preditiva.
Em geral, desvios na frequência indicam desgaste, e na impedância, problemas de acoplamento. Estes problemas são resolvidos com re-apertos e polimento das interfaces.
Manutenção preditiva
- Reduzir o comprimento.
- Recuar a posição do escalonamento,
- Alargar os rasgos.
Centro de gravidade
2
O sonotrodo deve estar sintonizado para funcionar corretamente, não aquecer e ter vida longa. A tolerância deve ser de ± 0,25%, por exemplo, 20.000 ± 50 Hz.
Sintonia de sonotrodos
O Analisador TRZ, em conjunto com o Software, é empregado de forma intercalada com a usinagem para a sintonia através dos ajustes das dimensões.
- Sulcar no centro de gravidade,
Para aumentar a frequência:
Para abaixar a frequência:
A manutenção preditiva também engloba a realização de inspeções de recebimento em partes ultra-sônicas novas, evitando-se assim desperdícios de recursos.
1 Modo de operação
Frequência (kHz)19,6 19,8 20,0 20,2 20,4 20,620,6
100000
10000
1000
100
10
Sonotrodo Rodas
Transformadoracústico
Transdutor
Caixa de câmbio
Imp
ed
ân
cia
(O
hm
s)
Motor
- Máquinas de solda por ultra-som- Dental scalers odontológicos - Bisturis ultra-sônicos- Polidores de fieiras
- Transdutores para cavitação- Equipamentos para sonoquímica- Sistemas de limpeza
Resson nciaâ
Anti-resson nciaâ
Mais informações em: www.atcp.com.br
TRZAnalisador de transdutores
ATCPEngenharia F ís ica
• Proporciona a redução dos custos de manutenção
• Equipamento prático e acessível
• Instalação e treinamento in loco
O que é?
O Analisador TRZ é um instrumento para manutenção, controle de
qualidade e fabricação de transdutores, sonotrodos e conjuntos
acústicos ultra-sônicos de potência.
Como funciona?
Ao toque de um botão, o TRZ determina a frequência e a impedância
(ou corrente) do item sob teste. Nota: Veja no verso informações
técnicas de como utilizar estes resultados.
Software TRZ
O TRZ possui um software que permite visualizar a curva do trans-
dutor, o que é muito útil para o processo de sintonia. Este software
permite aplicar critérios de aceite, gerar relatórios assim como salvar
e recuperar resultados para análises comparativas.
Resultado do teste de um transdutor de solda.
Curva de um transdutor de potência.
Para o teste e a sintonia de transdutores, sonotrodos e conjuntos acústicos ultra-sônicos
ATCP Engenharia Fí[email protected] / (16) 3307-7899
www.atcp.com.br
O TRZ:
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