一种可调的超声焊接匹配实验系统

本发明涉及超声焊接教学实验设备领域，特别是指一种可调的超声焊接匹配实验系统。

背景技术：

1、超声焊接作为一种新型的焊接方式，广泛应用于制造加工领域。超声焊接系统通过超声电源产生高频信号，再经过换能系统，将信号转化为作用在焊接件上的高频振动，从而使工件表面因摩擦迅速升温达到熔点，进而达到焊接目的。其中换能系统是焊接系统的重要组成部分，主要包括换能器及匹配电路。换能器是将电信号转换为机械信号的能量转换器件，而匹配电路由电感、电容等元器件组成，可以起到提升换能器工作性能的作用，因此匹配电路对焊接系统工作性能有着重要影响。

2、由于超声焊接系统中有串联、并联两种匹配方式，不同的匹配方式，产生的实验结果不同。在实验过程中，匹配电路可能因多种原因需要做出调整，但在目前的超声系统中，匹配电路存在电路方式不便改动、匹配电感更换不易等不足之处。因此，急切需要一种便捷、高效更换匹配电路的超声焊接实验系统。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种可调的超声焊接匹配实验系统，能快速实现匹配方式的更改，解决了匹配元器件更换困难的问题，达到提高效率、节约时间成本的目的。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种可调的超声焊接匹配实验系统，包括信号发生器、匹配电路板和换能器，所述信号发生器与所述匹配电路板相连以输入驱动信号，所述匹配电路板与所述换能器相连以对驱动信号进行匹配优化处理后，驱动换能器工作；其特征在于：所述匹配电路板包括第一匹配模块、第二匹配模块、第三匹配模块、第四匹配模块、第五匹配模块、切换开关和匹配电感；所述第一匹配模块、所述切换开关和所述第二匹配电路依次串联于所述匹配电路板的一信号输入端和一信号输出端之间，所述第三电容和所述第四电容串联于所述匹配电路板的另一信号输入端口和另一信号输出端口之间；所述匹配电感一端与所述匹配电路板的一信号输入端口相连，另一端与所述切换开关或所述第四电容模块相连；所述第五匹配模块与所述第二匹配模块和所述第四匹配模块相连。

4、所述第一匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第一电容或至少一第一电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第一电容或所述第一电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

5、所述第二匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第二电容或至少一第二电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第二电容或所述第二电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

6、所述第三匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第三电容或至少一第三电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第三电容或所述第三电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

7、所述第四匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第四电容或至少一第四电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第四电容或所述第四电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

8、还包括有第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子与所述切换开关相连，所述第二接线端子与所述第四匹配模块相连，所述匹配电感另一端采用螺栓式接线端口以与所述第一接线端子或所述第二接线端子相连。

9、还包括有电压采样电阻和串联电阻，所述电压采样电阻一端与所述第四匹配模块相连，另一端与所述串联电阻一端相连，所述串联电阻另一端与所述切换开关相连。

10、所述电压采样电阻另一端以及所述串联电阻两端分别连接有测量点。

11、还包括有电流采样电阻，所述电流采样电阻一端与所述第四匹配模块相连，另一端与所述匹配电路板的信号输出端口相连。

12、所述电流采样电阻的两端分别连接有测量点。

13、由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明的系统包括信号发生器、匹配电路板和换能器等。信号发生器用于产生使换能器工作的驱动信号，匹配电路板作为信号发生器与换能器两者之间的桥梁，在实现多种匹配形式的同时，也起到匹配优化信号、提高工作效率的作用，而换能器为产生工作振动的功率器件，将匹配后的电信号转换为焊接加工所需的机械振动。本发明解决了匹配元器件更换困难的问题，达到提高效率、节约时间成本的目的

15、本发明系统中，匹配电路板上所用的匹配元器件，不再需要焊入电路板中，避免了元器件引脚或焊锡因氧化等原因导致难拆卸、难更换的问题。同时该系统所采用的匹配电路结构，只需根据不同要求改变电感电容，便能适应不同的实验要求，为实验者提供便利。

技术特征：

1.一种可调的超声焊接匹配实验系统，包括信号发生器、匹配电路板和换能器，所述信号发生器与所述匹配电路板相连以输入驱动信号，所述匹配电路板与所述换能器相连以对驱动信号进行匹配优化处理后，驱动换能器工作；其特征在于：所述匹配电路板包括第一匹配模块、第二匹配模块、第三匹配模块、第四匹配模块、第五匹配模块、切换开关和匹配电感；所述第一匹配模块、所述切换开关和所述第二匹配电路依次串联于所述匹配电路板的一信号输入端和一信号输出端之间，所述第三电容和所述第四电容串联于所述匹配电路板的另一信号输入端口和另一信号输出端口之间；所述匹配电感一端与所述匹配电路板的一信号输入端口相连，另一端与所述切换开关或所述第四电容模块相连；所述第五匹配模块与所述第二匹配模块和所述第四匹配模块相连。

2.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述第一匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第一电容或至少一第一电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第一电容或所述第一电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

3.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述第二匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第二电容或至少一第二电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第二电容或所述第二电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

4.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述第三匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第三电容或至少一第三电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第三电容或所述第三电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

5.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述第四匹配模块包括两按压式接线端组和至少一第四电容或至少一第四电阻，每个所述按压式接线端组设置有若干并联的按压式接线端，所述第四电容或所述第四电阻连接于两所述按压式接线端组的两所述按压式接线端之间。

6.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：还包括有第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子与所述切换开关相连，所述第二接线端子与所述第四匹配模块相连，所述匹配电感另一端采用螺栓式接线端口以与所述第一接线端子或所述第二接线端子相连。

7.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：还包括有电压采样电阻和串联电阻，所述电压采样电阻一端与所述第四匹配模块相连，另一端与所述串联电阻一端相连，所述串联电阻另一端与所述切换开关相连。

8.如权利要求7所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述电压采样电阻另一端以及所述串联电阻两端分别连接有测量点。

9.如权利要求1所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：还包括有电流采样电阻，所述电流采样电阻一端与所述第四匹配模块相连，另一端与所述匹配电路板的信号输出端口相连。

10.如权利要求9所述的一种可调的超声焊接匹配实验系统，其特征在于：所述电流采样电阻的两端分别连接有测量点。

技术总结
一种可调的超声焊接匹配实验系统，包括信号发生器、匹配电路板和换能器，信号发生器与匹配电路板相连，匹配电路板与换能器相连以驱动换能器工作；匹配电路板包括第一匹配模块、第二匹配模块、第三匹配模块、第四匹配模块、第五匹配模块、切换开关和匹配电感；第一匹配模块、切换开关和第二匹配电路依次串联于匹配电路板的一信号输入端和一信号输出端之间，第三电容和第四电容串联于匹配电路板的另一信号输入端口和另一信号输出端口之间；匹配电感一端与匹配电路板的一信号输入端口相连，另一端与切换开关或第四电容模块相连；第五匹配模块与第二匹配模块相连。本发明能快速实现匹配方式的更改，达到提高效率、节约时间成本的目的。

技术研发人员：杜建华,瞿常,曹馨,熊乐基,欧英杰,王嘉斌,何兴锋
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16