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超音波棒衰減關鍵問題

真空密閉清洗設備中的超音波棒(換能器)的頻率衰減是一個關鍵問題,會直接影響清洗效果。由於是真空密閉系統,直接在內部測量可能會比較困難,但仍然有一些方法可以間接或直接地進行檢測:

1.  測量超音波產生器 (Generator) 的輸出頻率:

  • 這是最直接且在密閉系統外部可執行的檢測方法。
  • 使用頻率計 (Frequency Counter) 或示波器 (Oscilloscope) 連接到超音波產生器輸出到超音波棒的電纜上。測量產生器輸出的電氣信號頻率。
  • 理想情況下,這個頻率應該非常接近設備標稱的超音波頻率(例如 28 kHz, 40 kHz 等)。
  • 如果測量到的頻率顯著偏離標稱值,或者頻率很不穩定,這可能表示超音波棒(換能器)或產生器本身有問題,導致頻率無法維持。

2.  監控產生器的電氣參數:

  • 許多現代超音波產生器具有自我診斷功能,可以顯示輸出功率、電流、電壓和阻抗等參數。
  • 如果超音波棒的頻率衰減或性能下降,會導致系統的電氣阻抗發生變化。產生器可能會顯示異常的阻抗值,或者為了維持設定功率而輸出異常的電流或電壓。
  • 檢查產生器上的顯示或通過通訊接口讀取這些參數,與正常工作時的數據進行比較。

3.  水聽器 (Hydrophone) 測量 (如果系統允許):

  • 水聽器是專門用於測量液體中聲壓和頻率的傳感器。
  • 如果清洗設備的設計允許在不破壞真空的前提下將水聽器探頭放入清洗液中(例如通過一個專門的導入孔),這是直接測量液體中聲場頻率的最佳方法。
  • 將水聽器連接到頻率分析儀或示波器,可以直接觀察和測量超音波在液體中的實際工作頻率和聲壓分佈。
  • 然而,對於完全密封的真空系統,這種方法通常難以實現。

4.  空穴現象 (Cavitation) 測試:

  • 超音波清洗的效果主要來自空穴現象(微小氣泡的生成、成長和潰滅)。超音波頻率直接影響空穴現象的強度和分佈。
  • 雖然不能直接測量頻率,但可以通過測試空穴現象的強度來間接判斷超音波棒的工作狀態。
  • 鋁箔測試 (Foil Test): 將一小塊鋁箔放入清洗液中,啟動超音波。觀察鋁箔被空穴潰滅產生的衝擊力侵蝕的程度和均勻性。如果侵蝕很弱或不均勻,可能表明超音波功率或頻率有問題。
  • 玻璃載玻片測試 (Glass Slide Test): 用鉛筆在玻璃載玻片上寫字,放入清洗液中。觀察字跡被超音波震落的速度。
  • 空穴計 (Cavitation Meter): 某些設備可以使用空穴計來測量清洗液中空穴現象的強度。

5.  清洗效果驗證:

  • 這是最直接但也是最結果性的判斷方法。
  • 使用標準的、已知污染程度的工件進行清洗,並檢查清洗後的潔淨度。
  • 如果清洗效果明顯下降,即使其他參數看起來正常,也可能暗示超音波棒的性能(包括頻率、功率或均勻性)存在問題。

6.  檢查超音波棒的物理狀況:

  • 如果可能的話,在停機並確保安全的情況下,檢查超音波棒表面是否有損傷、腐蝕或附著物。
  • 檢查超音波棒與槽體的連接是否牢固,以及電纜連接是否完好。雖然這不直接測量頻率,但物理問題是導致性能下降和頻率偏移的常見原因。

總結來說,對於真空密閉系統:

  • 最實用且首選的方法是,測量超音波產生器的輸出頻率和監控其電氣參數。
  • 空穴現象測試和清洗效果驗證,是重要的輔助手段,可以間接判斷超音波系統的整體性能。
  • 水聽器測量雖然最直接,但在密閉系統中實施困難。

綜觀以上內容,艾科能德銷售的德國真空密閉清洗設備,皆使用德國高精度超聲波,清洗腔內的棒式超聲波的產生器本身可作為頻率監測系統了,這也是棒式換能器的優勢所在。

如果輸出功率下降,即使只有一毫秒,系統也會觸發警訊,並在設備人機介面 (HMI) 上顯示出來。也意味著不僅監測功率,也監測頻率。

如果有任何變化,產生器就會觸發警報。

若有任何需要,歡迎與艾科能德專業工程團隊聯繫。

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