O Analisador de transdutores TRZ possui uma ampla gama de aplicações, que vão deste o controle de qualidade de transdutores para aplicações médicas e odontológicas até a sintonia de sonotrodos para o corte e solda de materiais poliméricos.

O TRZ também é empregado na inspeção de recebimento por empresas que possuem um grande número de máquinas de solda ou corte por ultra-som. Desta forma, previnem-se paradas de linha de produção em decorrência de não-conformidades de suprimentos.

Teste e controle de qualidade de transdutores

O controle de qualidade de transdutores ultra-sônicos é realizado a partir da caracterização de sua frequência e de sua impedância de funcionamento. Para serem aprovados, estes parâmetros devem estar dentro de intervalos de aceite. Por exemplo, um transdutor (também chamado de conversor) de solda por ultra-som de 20 kHz, deve apresentar uma frequência de 20.500 Hz com tolerância de ± 50 Hz, ou seja, apresentar uma frequência entre 20.450 e 20.550 Hz; e impedância de no mínimo 30 kΩ.

Desvios indicam problemas na fabricação das peças e/ou montagem e devem ser avaliados seriamente para se evitar problemas futuros com baixo desempenho e assistências técnicas. Um transdutor com características fora destes intervalos pode funcionar, mas com baixo desempenho, aquecimento e vida útil reduzida – além do risco de se danificar o gerador e itens associados como sonotrodos e transformadores acústicos.

Quando um transdutor apresenta uma não conformidade, ele pode ser recuperado através da identificação e correção do problema. Causas típicas são desvios dimensionais (alteram a frequência) e falhas na montagem (alteram a impedância).

Os intervalos de aceite são determinados a partir da caracterização dos valores médios e dos desvios de um lote piloto de transdutores de referência. Quando necessário, a ATCP pode prestar uma consultoria de aplicação do Analisador TRZ para facilitar a determinação dos intervalos de aceite pelo cliente.

A ATCP oferece como itens opcionais uma impressora para a gravação do resultado do teste em uma etiqueta auto-adesiva a ser fixada no item testado, e um software que aplica os critérios de aceite automaticamente e gerado um relatório em pdf do resultado.

Outros exemplos de transdutores para os quais o controle de qualidade é muito importante são os transdutores empregados nos dental scalers e bisturis ultra-sônicos.

Sintonia de sonotrodos

No caso dos sonotrodos, a sintonia é realizada ajustando as suas dimensões até se atingir a frequência desejada empregando-se máquinas operatrizes (torno, fresa e retífica) e o Analisador de Transdutores TRZ. Além da frequência, o TRZ mede outro parâmetro fundamental para o funcionamento que é a impedância elétrica.

Mesmo que o sonotrodo seja usinado com precisão e alta reprodutibilidade por uma máquina CNC, é sempre necessário o ajuste fino da frequência. As propriedades elásticas de uma liga metálica variam de lote para lote ou até mesmo ao longo de uma mesma placa ou tarugo, principalmente para ligas submetidas a processo de têmpera. Quando se remove material de um sonotrodo encurtando seu comprimento, a sua frequência sobe, porém não é possível adicionar material para que a frequência caia. Por isso, o procedimento de fabricação de sonotrodos consiste resumidamente em projetar a peça e usiná-la com um comprimento ligeiramente maior do que o comprimento final, e realizar desbastes intercalados com a caracterização pelo Analisador TRZ até que frequência suba e atinja o valor desejado.

Quando necessário, a ATCP presta consultorias de aplicação do Analisador TRZ para facilitar o estabelecimento do processo de sintonia de sonotrodos pelo cliente.

Manutenção preventiva

Com o uso, transdutores, transformadores acústicos e principalmente sonotrodos sofrem desgastes e afrouxamentos que podem comprometer o desempenho do equipamento ultra-sônico e levar a quebras. Com a vibração, pode ocorrer a redução do aperto das cerâmicas e o comprometimento das superfícies das juntas.

O Analisador TRZ permite o teste periódico de conjuntos acústicos com vistas a corrigir desvios antes que estes tenham desdobramentos irreversíveis.

Manutenção corretiva

O TRZ facilita o recondicionamento de transdutores ultra-sônicos que sofreram quebra de cerâmicas e a verificação se processos de retífica ou torno para corrigir a superfície de sonotrodos comprometeram a frequência de funcionamento.

Desenvolvimentos

As aplicações do ultra-som de potência são vastas e estão em contínua expansão. Têm-se notícias de projetos em desenvolvimentos de novos equipamentos para a área médica, estética e industrial. Na área industrial, por exemplo, já são comuns aplicações de transdutores ultra-sônicos na fabricação de biodiesel, no tratamento de efluentes e no peneiramento de medicamentos, além dos tradicionais sistemas de limpeza e solda por ultra-som.

Para o desenvolvimento ou aprimoramento de produtos ultra-sônicos, é indispensável a disponibilidade de um equipamento como o Analisador de Transdutores TRZ, da mesma forma que um paquímetro e um multímetro são indispensáveis para desenvolvimentos mecânicos e eletrônicos respectivamente.

O Analisador TRZ equipado com o software opcional, permite a caracterização da frequência e impedância de funcionamento e a visualização da curva do transdutor (módulo da impedância em função da frequência). Através da visualização desta curva é possível a identificação e afastamento de ressonâncias espúrias, por exemplo.

Para os casos de desenvolvimentos e/ou melhoramentos pontuais, a ATCP oferece serviços de caracterização e de consultoria.

Aplicações didáticas

Tecnicamente, o TRZ é um analisador de impedâncias que pode ser empregado em laboratórios didáticos de engenharia elétrica para demonstração dos conceitos relacionados a sistemas reativos, circuitos ressonantes e fator de potência, visto que também caracteriza componentes passivos de forma similar a uma ponte LCR.