[實用新型]一種超聲波系統

有效

• 申請號: 201720697399.2
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN206838452U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 李夢林
• 申請（專利權）人: 李夢林
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B06B3/02
• 代理公司: 東莞市說文知識產權代理事務所(普通合伙)44330
• 代理人: 歐陽劍

技術領域

本實用新型涉及超聲波設備領域，具體涉及一種超聲波系統。

背景技術

超聲波是一種頻率高于20000HZ的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，超聲波在傳播過程中，人耳一般聽不見, 超聲波會引起介質質點交替的壓縮與伸張，構成了壓力的變化，這種壓力將引起機械效應，正是基于超聲波的上述特點，超聲波正逐漸被用于焊接，切割，破碎，涂裝領域，超聲波是利用高頻振動波傳遞到需加工的物體表面，在（移動）加壓的情況下，使產品物體表面分子相互摩擦使局部加熱熔化，具有加工速度快、強度高、密封性好、成本低廉、清潔無污染、不損傷工件等諸多優點。

現有的超聲波系統主要由超聲波發生器和超聲波換能器組成，超聲波發生器將50/60HZ電流轉換成15、20、30或40 KHz 的高頻電能，被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動傳輸到模具上，模具將接收到的振動能量傳遞到到工件上，超聲波作用于工件接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，產生局部高溫，使產品熔化，現有的超聲波系統主要有如下缺陷：一是超聲波發生器的輸出電流不穩定，造成超聲波換能器上機械振動忽大忽小，導致加工效果不穩定；二是超聲波換能器的增益效果不佳，若單純通過增加換能器的圧電陶瓷片數量來提高增益效果，會增加材料成本和能耗，機器負載易損壞；三是缺少反饋裝置，當超聲波換能器工作在諧振頻率點時其效率最高，工作最穩定，但實際情況是超聲波換能器的諧振頻率點會由于裝配、老化等原因改變，超聲波發生器不能根據諧振頻率點的改變及時調節，致使換能器效率低下，加工效果差。

實用新型內容

為了解決現有技術中超聲波系統所存在的上述缺陷，本實用新型提供了超聲波系統，具體技術方案如下：

一種超聲波系統，包括超聲波發生器、高頻電纜、超聲波換能器、調幅器、模具和底座，超聲波發生器內部安裝FPGA芯片、D/A轉換器以及DDS發生器，220v、頻率50Hz的市電經超聲波發生器轉化成頻率、相位可控的正弦交流電信號，正弦交流電信號經高頻電纜傳輸到超聲波換能器，超聲波換能器包括保護殼、后端壓塊、壓電陶瓷組和前驅動塊，調幅器包括輸入端、增益端和輸出端，后端壓塊、壓電陶瓷組和前驅動塊安裝在保護殼內部，壓電陶瓷組安裝在后端壓塊和前驅動塊之間，換能器的前驅動塊連接調幅器的輸入端，輸入端和輸出端通過圓弧形的增益端實現過渡連接，輸入端的直徑大于增益端的直徑，輸出端安裝模具，底座位于模具下方（前方），待加工產品放置在底座上。

作為本實用新型的一種優選方案，還包括電腦數字化控制裝置，電腦數字化控制裝置內設有具有時間、能量、絕對距離、相對深度、電子壓力、偵測、峰值、分段焊接的參數調節模塊，電腦數字化控制裝置檢測超聲波換能器所需的頻率設定、追蹤補償、振幅設定、放大匹配輸出從而通過參數調節模塊控制超聲波發生器的輸出功率、振幅、能量。

作為本實用新型的一種優選方案，所述保護殼下方安裝薄壁減震結構，薄壁減震結構包括減震支撐環，減震支撐環安裝在保護殼內腔下方并套裝在壓電陶瓷組外周側，保護殼外徑與減震支撐環內徑之差小于2mm～6mm，壓電陶瓷組與保護殼外徑之間形成徑向減振空間，減震支撐環位于徑向減振空間內，徑向減振空間寬度小于4mm～10mm。

作為本實用新型的一種優選方案，所述超聲波換能器的頻率為20KHZ、30KHZ、35KHZ、40KHZ。

作為本實用新型的一種優選方案，所述壓電陶瓷組由多個壓電陶瓷片組成，每個壓電陶瓷片的上下兩側設有電極片，保護殼上方安裝高頻電壓輸入接口，高頻電纜連接高頻電壓輸入接口一端，高頻電壓輸入接口另一端通過導線連接電極片。

作為本實用新型的一種優選方案，所述前驅動塊、調幅器輸入端分別設有位置相對應的連接螺絲孔，前驅動塊、調幅器輸入端通過雙頭螺栓和連接螺絲孔的配合連接一體。

作為本實用新型的一種優選方案，所述前驅動塊、輸出端的上部分處都設有放大超聲波振幅的放大弧度，前驅動塊、輸出端的截面為喇叭型。

作為本實用新型的一種優選方案，所述超聲波發生器有2～7個，通過高頻電纜連接2～7組合式換能器，并聯同步向超聲波換能器輸送高頻電信號。

作為本實用新型的一種優選方案，所述調幅器采用薄壁減震結構,保持原安裝尺寸，增大調幅器輸入端直徑，增大調幅器增益比例。

作為本實用新型的一種優選方案，系統有多段焊接模式，可在一次焊接過程中，分段設定多段焊接參數，每段焊接參數獨立設置與運行，焊接參數有“時間”、“能量”、“深度”、“壓力”、“延遲”、“振幅”、“速度”。