Generador para ceramica de ultrasonido de 50 watts

[eserock]

Hola
Les planteo lo siguiente: cuento con una ceramica piezoelectrica de ultrasonido para la cual el fabricante solo da las siguientes especificaciones

Potencia: 50 watts rms

capacitancia de 3.8 nF

Frecuencia de trabajo 40 KHz

y es basicamente la información que proporcionan, buscando información en diferentes lugares me encontre que ceramicas similares tienen una impedancia maxima entre 27 y 50 yo trate de calcular la impedancia con la formula de capacitores pero me da un valor totalmente diferente, al parecer la configuracion de la cermica en forma de sandwich hace que los calculos sean de otra manera diferente, bueno para no aburrirlos con todo esto quiero construir un generador de frecuencia de 40 khz que alimente esta ceramica, pero hasta ahora solo he logrado que vibre pero con un nivel muy bajo, si alguien tiene un diagrama o sabe que voltaje es el necesario para alimentar estas cermicas sera de gran ayuda. por la frecuenciano hay problema ya la tengo el poblema basico esta en la etapa de potencia, por desconocer el valor de voltaje que debo aplicar.

 

[pepechip]

Puedes probar alimentarlo con una fuente variable y ir controlado el voltaje y la intensidad hasta llegar a la tension que la potencia entregada por la fuente sea de 50W.

 

[eserock]

asi lo he hecho, pero al parecer, el valor de la resistencia de la ceramica no es de estos valores, aplicando 200 vpp apenas y se genera un leve zumbido de la ceramica, creo que hay que aplicar mas voltaje para que funcione

 

[pepechip]

Conecta el piezoelectrico a traves de un transformador

 

[eserock]

ya uso un transformador pero creo que el problema radica en que el voltaje excede los 1000 volts para exitar este tipo de caramicas y a frecuencia de 40 khz. ya te cuento en cuanto tenga el transformador elevador.

 

[jhota_jhota]

yo estube trabajando con circuitos de esto, los voltajes son de alrrededor de 50vp para uno de 10w a 1Mhz aunque varia de un cristal a otro, ademas no solo basta con el voltaje sino tambien la corriente que pase por este ya que en algunos casos tenia el voltaje pero los circuitos a las frecuencia que manejaba no funcionaba. puede probar con un puente h con mosfet, hay le debe oscilar aunque la señal es bastante ruidosa.
equipos sofisticados tiene a la salida de esto un circuito integrador para convertir la señal cuadra en senoidal, una fuente swichada controlable para ajustarle la potencia, y un oscilador de precision.

 

[eserock]

hola gracias por los datos, yo arme un oscilador pero efectivamente si tienes el voltaje pero no la suficiente corriente la ceramica apenas y hace ruido, pero no el efecto limpiador, si lo alimento por un puente H pero tambien es cierto que si la contrafase no es exacta los voltajes se suprimen y da valores muy bajos me ha mejorado muco poniendo condensadores en paralelo con el conjunto del puente H, ahora el primcipal problema es que el transformador de acoplamiento circuito ceramica no tengo una referencia, solo he investigado que algunos circuitos rectifican la red electrica y eso es mucho voltaje en los transistores , y tambien que varias de estas ceramica se alimentan con mas de 350. voy progresando pero muy lento por las pruebas de transformadores. gracias por los tips

 

[jhota_jhota]

le agradeceria si puedo ver la etapa de potencia a ver en que lo puedo ayudar. con esto tener una idea de lo que esta realizando. un punto importante es que no use las manos u otra parte del cuerpo en contacto con las ceramica cuando este en funcionamiento ya que esto puede ocasionar graves daños en el cuerpo. si va realizar las pruebas aplique un poco de agua al cabezal antes de ponerlo a funcionar, despues enciendalo y se debe ver vibración en el agua cuando el agua comienza a "" evaporase la potencia es superior alrededor de los 5W y de hay en adelante hay que tener cuidado. una prueba que realice a un equipo de ultrasonido que es la prueba general en esta clase de equipos es sumerguir el cabezal en agua para comprobar calentamiento en uno de los equipo que probe, la potencia era tan que el recipiente que manejaba era plastico de alta resistencia a temperatura, quedo como con burbujas en su estructura.

 

[hazard_1998]

eserock, te comento que lo que necesitas son 230V conmutados a 40Khz,

haciendo un par de cuentas:

xC = 1/(2PI x F x C) = 1 / (2 x 3,14 x 40000 x 0.0000000038) = 1045 ohm (esto a 40khz)

Po = Vrms^2/xC = 230^2/1045 = 50.62W

ahora bien, el transformador que debes hacer debe ser hecho con ferrites.

 

[eserock]

hola si exactamente es hasta donde he avanzado hice los mismos calculos, ya he superado varios problemas, incluso ya diseñe el circuito H de amplificación y puse en contrafase la señal para darle mayor amplificación, pero al acoplar la amplificación con la ceramica se cae un poco el voltaje y si vibra pero no con toda la potencia. gracias por la ayuda a todos
ahora estoy precisamente en la etapa de calcular los dos transformadores, el de alimentacion y el de acoplamiento



les voy comento mis avances

 

[mahg2]

Por que no pruebas medir la resistencia de la cerámica en torno a los 40 KHz, si es en transductor tipo sandwich hazlo con el transductor completo, su parte imaginaria debe ser en torno a 0, o por lo menos eso me ha dado a mi en las medidas realizadas en mi proyecto final de carrera, a la frecuencia de resonancia, y luego diseñas un adaptador de impedancias, con un circuito RLC, eso si que el condensador sea de potencia.
Un saludo

 

[eserock]

hola si de hecho ya he medido varios parametros de la ceramica con generadores y medidores de presion, el detalle mas fuerte es que la ceramica es de mucha potencia comparda con las tradicionales de algunos watts, su impedancia capacitiva es muy alta, ya he logrado que provoque el efecto de burbujeo, pero no lo hace eficientemente como se supone deberia hacerlo, ya he aplicado 230 Vpp y una corriente de de alrededor de 150 mA pero algo falta porque laseñal se deforma, segun creo yo entre la ceramica y el transformadord e acoplamiento se esta formando una oscilacionprasita que anula parte de la señal aplicada, si esto fuera asi tendria que poner una bobina adicional que bloquee esta señal parasita( como una bobina se chocke)

 

[leonardo1969]

Hola a todos yo soy nuevo en el foro y buscando los encotre con el mismo problema que ustudes estoy en la construccion de un limpiador por ultra sonido , construi un oscilador con un 40106 y un mosfet un irfz que oscila mas o menos a unos 40khz lo conecte y no conseguia oscilacion lei su exparimento y contrui una bobina con un ferrite de unas 35vueltas de primario y alambre 0.8mm y de secundario una 200vueltas de alambre 0.35 y consegui unos 220v y oscila pero le falta fuerza .Las caracteristicas del piezo son similares pero el mi es de 100wat.Si aumento la tension tendria que oscilas con mas potencia pero esto no dañara el piezo que opinan.

 

[leonardo1969]

Hoy estuve probando y le agregue una 50vueltas de secundario y al pinzo al enroscarlo a la cuba le coloque poxipol un pegamento porque no hacia buen contacto lo probé con una solución de fosfatisante mesclado con agua y coloque un tornillo oxidado y un rodamiento trabado con suciedad lo conecte y producía micro burbujas y limpio bien el rodamiento y se destrabo parece que funciona no sé si bien. No sé como tendrían que ser las burbujas que opinan y como tendría que agitarse el agua.

 

[eserock]

Hola
bueno avanzaste mucho finalmente los problemas de las ceramicas de mucha potencia son complicados, no tanto por generar la frecuencia si no en el acoplamiento del amplificador con la ceramica, como decia en el apunte anterior se forma una corriente paraista que anula el funcionamiento de la ceramica, lo solucione colocando una bobina de acoplamientocon la ceramica, y logre la potencia plena de la ceramica, señalas el burbujeo en realidad no es tal el burbujeo, se forma un fenomeno llamado cavitacion que en realidad es una especie de burbuja de vacio que va aumentano de tamaño hasta que la tension superficial del liquido no soporta mas e implota formando unos microjets de impulso que es en realidad lo que logra limpiar las superficies, para mi resulta impresionante la cantidad de microjets que se forman de ahi lo poderoso del sistema como limpiador, si te puedo ayudar en algo avisame

 

[leonardo1969]

Como lo comente anteriormente el mio produce micro burbujas y limpia pero le falta algo de potencia creo hoy vi un limpiador comprado y tiene un poquito mas de potencia .Me podes dibujar como construiste el tuyo.
Cuando haga la prueba de fuego del mio con los rodamientos que quiero limpiar lo filmo y lo expongo.

 

[xraptorx]

hola yo tambien estoy en planes de hacer un limpiador y pero no se donde conseguir los transductores..
deberian ser de bastabte potencia y que la cubeta sera de 35x25 x 25 de profundidad..
estaba pensando en hacer el oscilador con un pic luego a un amplificador de potencia y a un transformador que me levante la tension....
pero primero nesesito saeber donde conseguir los transductores...
si alguien me ayuda se lo voy a agradecer....

 

[leonardo1969]

Yo la consegui de china te paso el market...bjccwy.com http://en.bjccwy.com .El mio ya esta funcionando no se si bien pero funciona el piezo es de 100w y tiene que oscilar a 40khz yo arme un circuito con un 40106 y mosfet de potencia con un transformador de ferrita que lo ice a ojo porque no sabia como calcular transformadores de alta frecuencia, ahora genera unos 300volt y anda mejor logre un consumo de 1amp mas o menos con lo cual consegui mas burbujeo.
Y nadie me dio una mano el foro.
Si necesitas mas datos .

 

[xraptorx]

muchas gracias por el dato.. eso era lo que me faltaba... pasa que no se mucho de ingles y en argentina no se consiguen estas cosas pero como ya se donde le pido a una amiga que me ayude atraducir...
cualquier cosa te aviso...
el amplificador lo pensaba hacer con un lm12 pero todabia no se..
gracias...

 

[xraptorx]

cuanto te tardo mas o menos en llegar desde china?
pasa que como se ava ausar para limpiar piesas fosiles unicas tenemos que ir haciendo pruebas para elejir la frecuencia y potencia adecuada...
pero si tenes algunos valores del transductor que me puedas mandar como impedancia, limites de temperatura y esas me serian muy utiles para calcular el amplificador y si es nesesario un transformador que me eleve la tenson..
alguna hoja de datos me vendria geniall