Ultraäänia amplitudimittauslaitteen käyttöönotto
Ultraäänia amplitudi viittaa yleensä ultraäänihitsauslaitteiden amplitudiin. Mittauksen vaikeus piilee korkeataajuisuudessa ja pienessä amplitudissa. Yleensä taajuus on välillä 10kHz ja 60kHz, ja amplitudi on välillä 1μm ja 100μm. Suuren taajuuden vuoksi se ylittää useimpien mittauslaitteiden taajuusalueen. Pieni amplitudi asettaa korkeat vaatimukset mittaustarkkuudelle. Yleisesti käytetyt testausmenetelmät ovat sille voimattomia, joten niitä on vaikea mitata. Yleensä mittaukseen voidaan käyttää vain laservibrometriä, ja hyviä tuloksia voidaan saada. Laservärähtelyn mittauslaitteet ovat kuitenkin kalliita ja monimutkaisia käyttää. Puhumattakaan yleisistä tuotantoyksiköistä, jopa ammattimaiset tutkimus- ja suunnitteluyksiköt ovat harvoin varustettuja, ja niitä on mahdotonta käyttää laajalti.
Kuten kaikki tiedämme, mitä tahansa ultraäänihitsausta varten, olipa kyse ultraäänimuovihitsaukseen tai ultraäänimetallihitsaukseen, voidaan käyttää neljää parametria kuvaamaan. Toisin sanoen ultraäänihitsauksen vaikutus riippuu vain neljästä parametrista, nimittäin taajuudesta, ajasta, paineesta ja amplitudista. Niistä kolme ensimmäistä parametria on helppo hallita, säätää ja näyttää. Sekä laitevalmistajat että laitteiden käyttäjät ymmärtävät ja kiinnittävät niihin riittävästi huomiota. Ne ovat myös säätöparametreja laitteiden päivittäisessä käytössä. Ultraäänivärähtelyn amplitudi (siirtymä) on ultraäänilaitteiden keskeinen indikaattori, ja se on myös fyysinen määrä, jota on *vaikea mitata ja * vaikea ymmärtää. Asiantuntijoiden ja tutkijoiden lisäksi, puhumattakaan laitteiden käyttäjistä, edes useimmat laitevalmistajat eivät välitä siitä paljon. Olemme laskeneet suurimman osan ultraääni satunnaisten laitteiden käsitöistä, ja ultraäänia amplitudista on hyvin vähän kuvausta, mukaan lukien amplitudi, amplitudien hallinta ja säätö sekä amplitudi- ja hitsauslaadun välinen suhde.
Ultraäänivärähtelyn amplitudi edustaa suoraan ultraäänilähtöenergian kokoa, ja se liittyy myös siihen liittyvien materiaalien lujuuteen ja koko koneen käyttöikään. Olipa kyse ultraäänilaitteiden valmistajista tai käyttäjistä, jotka käyttävät ultraäänilaitteita, sen merkitystä ei voida korostaa liikaa.
Ultraäänivärähtelyjärjestelmälle energiansiirron näkökulmasta pääindikaattoria kutsutaan ultraääniäänen voimakkuudeksi I. Se tarkoittaa energiaa, joka siirretään neliösenttimetriä sekunnissa suuntaan, joka on kohtisuorassa matka-aallon etenemissuuntaan eli
I=1/2ρcω2ξ2
Niistä: ρ on materiaalin tiheys; c on ultraäänen etenemisen nopeus materiaalissa;
ω on kulmataajuus;
ξ on ultraääni amplitudi;
On selvää, että ultraäänen amplitudi kasvaa, ultraäänienergia kasvaa eksponentiaalisesti neliömäisesti.
Ultraäänihitsausprosessissa, jos amplitudi on liian pieni, hitsausenergia ei riitä, eikä hitsauspaikkaa hitsata tiukasti. Vaikka paine nousisi tai hitsausaika pidentyisi, ei ole hyvää vaikutusta. Jos amplitudi on liian suuri, se aiheuttaa ylihitsauksen, liiman virtauksen tai hitsauksen läpi. Samoin paineen vähentämisellä tai ajan lyhentämisella on vain vähän vaikutusta. Jos muotin muotoilu on kohtuuton ja amplitudijakauma epätasainen, hitsaus on epätasaista ja laatu heikkenee huomattavasti.
Ultraäänilaitteiden suunnittelu- ja tuotantoprosessissa, jos tärinäjärjestelmän amplitudisuunnittelu on liian suuri, materiaalin sisäinen rasitus on vastaavasti liian suuri, ylittäen itse materiaalin vetolujuuden ja väsymislujuuden, ja tuloksena on muotti, sarvi tai anturimateriaali Haljennut. Yleisesti ottaen suosittelemme, että asiakkaat hallitsevat vastaavien komponenttien amplitudiparametreja kohtuullisella alueella suunniteltaessa ultraäänijärjestelmää varmistaakseen, että ultraäänijärjestelmä voi toimia turvallisesti ja luotettavasti.
