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 Físicaha@atcp.com.br / +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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5 6

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