Ultraschallwandler bei verschiedenen Frequenzen

Ein Ultraschallwandler ist mit zwei Standardfrequenzen spezifiziert; 820 KHz und 2,5 MHz, bedeutet dies, dass jede Frequenz dazwischen verwendet werden kann?

Wenn nicht, was würde passieren, wenn ein generiertes Signal mit einer anderen Frequenz, sagen wir 1,5 MHz, an den Wandler angeschlossen würde?

Bitte poste einen Link zum Datenblatt für das Gerät. Das sollte Grafiken/Spezifikationen enthalten, die die Frage beantworten, und wir können Ihnen möglicherweise dabei helfen, die Antwort auf Ihre Frage zu finden, indem wir sie verwenden. Ohne Datenblatt würden wir nur raten.
Es ist entweder resonant oder breitbandig. Je nachdem verhält es sich anders als bei einer Zwischenfrequenz. Das Datenblatt sollte genügend Informationen enthalten, um zu sagen, welche.

Antworten (1)

820kHz und 2,5MHz (=3*820kHz) sind Eigenfrequenzen der Mechanik. Sie können den Wandler mit jeder anderen Frequenz betreiben, aber die Dämpfung wird um Größenordnungen größer sein, sodass er nicht verwendet werden kann.

Einige Ultraschallwandler können sowohl im Längs- als auch im Quermodus oszillieren. Es ist möglich, dass 820 kHz und 2,5 MHz die natürlichen Frequenzen für Transversal- und Longitudinalmodus sind, während n*820 kHz und n*2,5 MHz ihre Harmonischen sind. In diesem Fall kann der Wandler sowohl bei 820 kHz als auch bei 2,5 MHz mit vergleichbarer Amplitude betrieben werden, erzeugt jedoch unterschiedliche Wellenmuster. Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass irgendeine Dämpfung der Harmonischen niedrig genug ist, um nutzbar zu sein.

BetriebsartenBild aus der deutschen Wikipedia , gemeinfrei.

  • Der Wandler im oberen linken Bild erzeugt Longitudinalwellen, indem er eine feste Oberfläche, eine Flüssigkeit oder ein Gas, gegen die er gedrückt wird, drückt und zieht.
  • Die linke Mitte erzeugt Transversalwellen in einem festen oder auf seinen Boden gedrückten Festkörper (Transversalwellen können in Flüssigkeiten und Gasen nicht existieren).
  • Die linke untere ist die gleiche wie die darüber, wird aber mit der dritten Harmonischen betrieben.
  • Die drei Modi rechts werden in Ultraschallwandlern nicht verwendet.

Es gibt auch Breitbandwandler, die nicht in Resonanz arbeiten. Sie können über einen breiten Frequenzbereich gleich gut eingesetzt werden, aber ein Resonanzwandler, der mit der richtigen Frequenz betrieben wird, ist viel lauter.

Was würde passieren, wenn ich den Wandler mit 2*820 kHz oder 4*820 kHz betreiben würde? Was ist die Obergrenze? Was würde passieren, wenn ich die maximale Frequenz meines Generators anwenden würde, in meinem Fall 12 * 820 kHz = 9,84 MHz?
Ich erwarte, dass es bei jeder Frequenz funktioniert, die ein Vielfaches von 820 kHz ist, aber die Amplituden der Harmonischen nehmen mit höherer Ordnung ab. 820kHz sollte die dominante sein. Könnten Sie dies testen und bestätigen, indem Sie zwei in einem festen Abstand montierte Wandler und ein Oszilloskop verwenden, um die Ergebnisamplitude zu messen?
Wird gemacht, sobald wir es erworben haben, was leider einige Zeit dauern wird. Ich weiß nicht, ob dies in StackExchange erlaubt ist, aber kennen Sie einen Hersteller oder Vertreiber von Ultraschall-Transceivern / -Generatoren?.
Wie kann das piezoelektrische Material in einem Wandler sowohl im Längs- als auch im Quermodus schwingen und trotzdem die Wellen in die gleiche Richtung emittieren (aus der Fläche des Wandlers selbst heraus)?
@Keine Ich habe meine Antwort aktualisiert, um das abzudecken. Im Bild ist die Ausbreitungsrichtung der Welle für beide Modi nach unten (wenn Sie etwas an der Unterseite des Wandlers anbringen), aber die Schwingung ist entweder Gegentakt oder Links-Rechts .
"Ich erwarte, dass es bei jeder Frequenz funktioniert, die ein Vielfaches von 820 kHz ist." Dies passiert nur bei ungeraden Vielfachen von 820 kHz, richtig?
Ultraschallwandler bei verschiedenen Frequenzen
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