DIY Ultraschalllötstation

Problem: Die Audioendstufe ist für induktive, nicht für kapazitive Last gedacht und schwingt eigenständig auf irgendwelchen hohen Frequenzen. (been-there-done-that...)

Ultraschallfrequenzen sind nicht wirklich HF.

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Hallo!

auch mit einem Übertrager dran? (Streuinduktivität der Primärspule)

drum dachte ich an 2 TONFREQUENZ-ÜBERTRAGER (Primär: parallel ; Sekundär: in serie), der sollte im Kurzzeitbetrieb (max. 2 min) auch nicht verbrennen :-)

Aber die Ansteuerung ist das geringere Problem;

Kann das funktionieren? (Kommt der US bis zur Spitze durch das Metall?) Was spricht gegen dieses Vorhaben? Verbesserungsvorschläge? (mechanischer Art) Ist der Wärmefluss vom Heizer (Metallhülle) durch den Piezo zum Handgriff ein Problem (Curie-Temperatur)?

DANKE für Eure Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen Harald Noack

Hallo Harald,

um Leo Baumann hier im Nachbarthread zu zitieren: let it be, let it be, let it be let it be, there will be an answer, let it be, let it be.

Da brauchts schon ein paar kHz mehr, als eine Audioendstufe machen will.

eher weniger

s.u.

leider keine

übliche Piezokeramiken verlieren ihre Polarisierung lange vor Löttemperatur. Die Piezos sollte man also eher kühlen als heizen.

Vielleicht meldet sich ja unser Ultraschallspeizalist bald.

Marte

Hallo!

Meine zu Jugendzeiten gebaute Transistorendstufe schafft auch noch 50kHz an

8Ohm mit 75Watt. Da sollten die ~40kHz des Piezos auch noch gehen.

Industriepiezos sollten so bis 150° Betriebstemperatur einsetzbar sein. Da der Flansch des Heizers mit dem Kunststoff-Handgriff verschraubt ist und die wenigsten Kunststoffe mehr als 100° auf Dauer aushalten sollte ein Piezo das doch schaffen.

DANKE für Eure Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen Harald Noack

Es gibt durchaus unterschiedliche Keramiken. Üblicherweise nimmt man für (quasi-) statische Anwendungen "weiche" Materialien, weil sie einen besonders großen Hub erlauben. Dieses Material wird vergleichsweise leicht entpolarisiert. Es lässt sich jedoch mit der normalen Betriebsspannung wieder polarisieren.

Die "harten" Keramiken, die man für Piezoschwinger nimmt, halten deutlich größere Temperaturen und Gegenspannungen aus. Sie brauchen aber auch entsprechend größere Spannungen zum Repolarisieren.

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Harald Noack schrieb:

Wenn das Zeugs mindestens 40 kHz schafft

Eine Anpassung wird auf jeden Fall erfolgen müssen, das Audio normal auf Induktivitäten geht und Piezo meines Wissens Kapazitäten darstellen.

Solle ein eher kleineres Problem sein.

Im Prinzip ja. (Radio Eriwan ... ;-) )

Die mechanische Ankopplung ist das Entscheidende. Die Schallwellen müssen möglichst effektiv bis zur Lötspitze übertragen werden. Klebt man einen leichten Piezo auf schweres Metall, dann wird man damit in erster Linie Luftschall produzieren und in das Metall kaum was einkoppeln. Dann funktioniert also gar nichts - außer dass die Hunde und Katzen in der ganzen Umgebung vielleicht etwas nervös werden.

Ein mechanisches Resonanzsystem aufbauen und z.B. auf 40 kHz abstimmen. Die Lötspitze sollte das leichtere Teil sein, wenn man z.B. einen Längsschwinger baut.

Ist der Wärmefluss vom Heizer (Metallhülle) durch den Piezo zum

Versuch macht kluch. Wobei - Curie - das erinnert mich eher an Magneten als an Piezo.

Das Ganze könnte z.B. als Klebekonstruktion hergestellt werden. Jede mechanische Lücke ist in einem solchen System tödlich. Sobald der Piezo frei in der Luft hängt (und sei es nur während Millisekunden) klappt es mit der Schalleinkopplung schon nicht mehr.

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Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

Hallo!

Ich werde es vereinfachen und einfach einen Ultraschallreiniger kaufen. Kostet ja fast nichts mehr.

Dann habe ich einen Piezo mit passender Ansteuerung.

[Lötspitze mit Heizung] verschraubt mit [Aluscheibe] verklebt mit [Piezo] verklebt mit [Aluscheibe] verschraubt mit [Handgriff oder Eisenstab]

Abschnitt: Grundlagen

Deshalb "UHU plus endfest 300"

DANKE für Eure Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen Harald Noack

Wohl kaum. Die Ansteuerung muß auf die mechanische Resonanz angepaßt sein, und die Elektronik ist wohl der eher unkritische Bereich beim Bau eines Ultraschalllötkolbens. Mit einer entsprechend starken Audioendstufe und passender Serieninduktivität ist das Treiben und die elektrische Impedanzanpassung weniger das Problem.

---------------------------------------------------- Ich unterstreiche das hier nochmal.

Und die Massen und Schallgeschwindigkeiten sind nicht alles, auch die Querschnittsprofile müssen passen; die Schallimpedanzen von Piezo-Eisen-Alu- Kleber-Luft sind so unterschiedlich, daß Du jeden Übergang passend mit einem passenden Querschnittsverlauf designen mußt. Immer dann, wenn sich Durchmesser, Massedichte oder Elastizitätsmodul ändern, hast Du einen Impedanzsprung,an dem Energie reflektiert wird.

Du brauchst also wahrscheinlich eine passende in etwa exponentialhornförmige Spitze um effektiv Energie in das weiche, weniger dichte Lot einzukoppeln.

Gruß, Jürgen

Harald Noack schrieb:

Keine Ahnung, ob das klappt oder nicht. Vermutlich geht's da um Biege- und nicht um Dicken- oder Längsschwinger. Könnte also gut sein, dass das mit der Einkopplung nicht so recht funktionieren wird. Insbesondere dann, wenn du deine Konstruktion in der vermutlich stehenden Welle im Minimum aufbauen solltest. Und setzt du dich wirklich in's Maximum rein, kann es dir passieren, dass das System gewaltig verstimmt wird und nur noch Oberwellen der Grundfrequenz produziert. Dann kommt an der Lötspitze wieder nichts an, obwohl das System schwingt wie blöd. Wer ein Saiteninstrument spielt, kennt wahrscheinlich die Flagelott-Töne. Da hält man den Finger nur leicht an den Wellenbauch dran und schon verdoppelt sich die Eigenfrequenz. In deinem Fall willst du eigentlich den Finger zum Schwingen anregen, was aber in diesem Beispiel nicht passiert.

Aber lass' dich nach diesen Unkenrufen bitte nicht von deinem Versuch abbringen. Es muss ja nicht so kommen. Aber wenn's nicht wunschgemäß klappen sollte, weißt du jetzt hoffentlich, wo du hinlangen musst. Deine Versuchsergebnisse interessieren mich jedenfalls.

Schneller ging's vielleicht, die Lötspitze gleich an einem geeigneten Ort im US-Reiniger anzukleben. Ist dann zwar reichtlich unhandlich, aber kann schnell sehen, ob es mit diesem Schwingsystem überhaupt funktioniert. Wenn ja, dann weitermachen. Wenn nein, nachdenken.

Gern geschehen. Hoffe, dass die Versuchsergebnisse hier nachzulesen sind.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

es reicht, wenn genug "Wums" ankommt. Resonanz ist nicht das Entscheidende. Die hat man nur gerne, um energiesparender unterwegs zu sein. Birgt aber im Falle der zu geringen Dämpfung auch das Risiko der Selbstzerstörung in sich.

Na ja - im Wesentlichen dürfte es sich um erzwungene Schwingungen handeln. Die Schallgeschwindigkeiten in den beabsichtigten Werkstoffen sind hoch und die Wellenlängen dementsprechend lang. 40 kHz macht bei Al eine Resonanz-Wellenlänge von rund 127,5 mm, bei Stahl 148 mm.

Es geht eigentlich nur darum, im Lot ordentlich umzurühren und für Kavitation zu sorgen, um die Oxidschichten zum Abplatzen zu bringen und die Infiltration in die Werkstoffe zu verbessern. Gewünscht ist dieser Effekt nur im Nahbereich der Lötspitze. Die Schallenergie soll eigentlich gar nicht in die ganze Platine eingebracht werden, sondern nur in den unmittelbaren Nahbereich der Lötstelle. Vor diesem Hintergrund dürfte die Handlichkeit der Lötspitze deutlich im Vordergrund stehen.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

Hallo!

Da die beiden Seiten des Piezos vollflächig kontaktiert sind und der Piezo so 5mm Dick ist sollte es ein Dickenschwinger sein. Biegeschwinger sind dünner denke ich. siehe Piezosummer.

siehe Abschnitt: SINGLE-LAYER MOTORS

DANKE für Eure Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen Harald Noack

Sehr spannend. Welche Wunderwerke kann man von der Ultraschall- Unterstützung erwarten? Hast Du einen Link zum Thema?

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Anwendungen von Ultraschall " Fledermäuse benutzen Ultraschall zur Ortung von Hindernissen beim Flug. " Ultraschall findet außerdem Verwendung " .bei der Ortung von Fischschwärmen " .bei Bewegungsmeldern " .in der Messtechnik " .zur Reinigung durch Ultraschall " .zum Löten und Schweißen " .zur Material- und Qualitätsprüfung, vor allem im Flugzeugbau " .in der Mikroskopie " .in der Medizin zur nebenwirkungsfreien Untersuchung innerer Organe " .zur Heilung von Sportverletzungen " .zur Zahnsteinentfernung .und zum Aufrichten der Bartstoppeln für eine noch .schärfere. Rasur :-)

Korrekt; wobei "Wumms" hier Spannung und nicht Leistung bedeutet!

Die Verluste in Deinem System hängen vorwiegend von der Schwingungsamplitude ab. Wenn Du nichtresonant treibst, kostet das keine Energie, Du bekommst nur immense Blindleistungen. Ein Problem könnte allerdings sein, daß die Spannung am Piezo so groß wird, daß er depolarisiert oder durchschlägt.

Klar. Allerdings ist die Dämpfung im Material so gering, daß nach einer Propagation durch Deine Konstruktion fast die gesamte US-Leistung zurückkommt, die Güte ist i.a. recht hoch, bis es zur Kavitation kommt. Es dürfte Dir also fast umöglich sein, bei anderen Frequenzen eine nennenswerte Amplitude anzuregen.

Gag' ich ja: Du brauchst ein Horn (also eine sich passend verjüngende Spitze)!

Viele Firmen scheint es nicht zu geben, die sowas machen. Habe nur das da gefunden:

MBR ELECTRONICS GmbH - Jonastrasse 8 - CH- 8636 Wald / ZH - SWITZERLAND Phone: +41 / 55-246 24 00 - Fax: +41 / 55-246 24 18 - E-mail: snipped-for-privacy@mbr.ch

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Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

Hallo!

ist net.

DANKE für Eure Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen Harald Noack