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超声波运行时有尖锐刺耳声音怎么办

很多时候我们在运行超声波设备时,工具头会发出尖锐刺耳的声音。在工具头表面又没很有强的振幅,只有微弱的振幅和尖锐的噪声,同时换能器晶体没有裂纹,这时候该怎么办。

令人讨厌的高音调噪音和低性能是部件破裂的典型特征,通常是工具头。同时也可能是变幅杆或者换能器前驱动器,甚至可能是一个螺柱或换能器器螺栓。图中显示了一个有缺陷的焊接头,通过染料渗透检查发现了裂纹位置。

超声波工具头开裂导致较高的噪音

出现裂纹的部件无法进行翻修,如果出现这样的情况,请立即进行更换,以免损坏其他部件或驱动电源。可使用阻抗分析仪对声学堆栈进行故障排除。

噪音是由裂纹表面在高功率振动过程中的摩擦产生的。这种摩擦将振动转化为噪音和热量,从而降低振幅并导致零件温度升高。此外,裂纹会降低频率,使其超出公差极限。使用阻抗分析仪测试裂纹部件时,可能会发现低频率和低机械品质因数 (Qm)。

通过染料渗透检测(DP),也叫液体渗透检测(LPI),可以确认裂缝的存在并确定其位置。这个过程很简单,只需要几罐喷剂。上图显示了一个有问题的焊头,其裂纹被染料渗透,突出显示了裂纹便于检查。

注意要点:

  • 裂纹的产生是由材料疲劳引起的,温度会加速该过程,因此保持超声波部件尽可能接近室温运行至关重要。一般来说,如果您无法将零件握在手中,则表示温度太高了(温度高于50°C/122°F),那么很可能会出现疲劳裂纹。
  • 如果您需要使用红外温度计,请记住在超声波目标部件上粘贴黑色电工胶带,或将测温仪的发射率调整到被测材料(光滑的金属表面发射率较低)。
  • 当新设备在同一位置附近反复出现裂纹且工作温度正常时,故障原因可能是应力集中。上图就是一个典型的例子。为了解决这个问题,需要通过有限元分析调整其几何形状来改善应力分布(试错法也可以,但成本太高
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