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TRZAnalisador de Transdutores e Sonotrodos
• Tecnologia de topo com excelente relação custo x benefício.
• Alto retorno com a redução dos custos de fabricação e manutenção.
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.
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.
Resultado do teste de um conjunto acústico de 20 kHz.
Software TRZ comparando curvas de sonotrodos.
Para o teste e a sintonia de transdutores, conversores,sonotrodos e conjuntos acústicos ultrassônicos de potência.
ATCP Engenharia Fí[email protected] / +55-16-3289-9481
www.atcp.com.br
O TRZ proporciona:
V3 PT (Jan2016)
Co
L R C
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.
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
Memória: 01 (última medição)
Dimensões e peso: 26 x 25 x 10 cm / 3,8 kg
Especificações técnicas do Analisador 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.
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 facil-
mente identificáveis.
Calcule o circuito equivalente e o fator de qualidade
O Software TRZ é capaz de calcular o circuito equivalente de Butterworth-
Van Dyke (BVD) do dispositivo em teste, e a partir deste circuito equivalente,
o fator de qualidade Q.
“TRZ Calibration Kit”
Trinca
Configurações série e paralelo do circuito equivalente de Butterworth-Van Dyke (BVD) calculável com o Software TRZ.
Acompanhe a sintonia com gráficos
L
Co C
R
“PiezoHolder”
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.
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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 siste-ma 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 casa-das para a transmissão eficiente de energia. O mesmo ocorre nos sistemas ul-trassônicos, mas neste caso o casamento depende da frequência e do acopla-mento adequado entre as partes.
Tecnologia ultrassônica de potência
Modos de operação1
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Sintonia de sonotrodos Teste de transdutores Teste de conjuntos acústicos
Teste de cerâmicas piezo Manutenção preventiva
Transdutor Motor
Caixade câmbio
Transformador acústico
SonotrodoRodas
AutomóvelConjunto acústico
Operam na ressonância:- Transdutores para cavitação- Equipamentos para sonoquímica- Equipamentos de limpeza
Operam na antiressonância:- Máquinas de solda por ultrassom- Dental scalers- Bisturis ultrassônicos- Polidores de fieiras
Frequência (kHz)
Imp
edân
cia
(Oh
ms)
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 anti- ressonância, 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.
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:
- Reduza o comprimento.
Para abaixar a frequência:
- Recue a posição do escalonamento,
Centro de gravidade
- Sulque no centro de gravidade,
- 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.
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.
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.
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.
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.
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