Das Piezoshaker System dient zur dynamischen Anregung mittels Vibration und wurde speziell für die zerstörungsfreie Prüfung entwickelt. Zum Systemumfang gehört in der Regel ein Piezoshaker, ein Piezoverstärker, sowie ein Funktionsgenerator. Optional können die auf der Objektoberfläche, durch den Piezoshaker, erzeugten Wellen mittels Shearography / ESPI beobachtet werden. Unsere Shearography / ESPI Systeme erlauben die ganzflächige Beobachtung, beispielsweise der Eigenschwingformen. Ein weiteres Einsatzgebiet des Piezoshakersystems ist die Verwendung zur Anregung mit Akustik- und Ultraschallwellen im Bereich der Materialbearbeitung und der Fertigungstechnik. Das Piezoshaker-System ist in der Abbildung auf der linken Seite dargestellt.
Das Video (rechts) zeigt die Wellenausbreitung ausgehend vom Piezoshaker, der am unteren Bildrand angebracht ist. Die Wellen erregen die fünf Defekte am oberen Bildrand, die entsprechend ihrer lokalen mechanischen Eigenschaften (Steifigkeit) schwingen. Es wird hierzu nur eine sehr geringe Energie durch den Piezoshaker benötigt, wenn die Erregerfrequenz der Frequenz der lokalen Defektresonanzen entspricht. Dieses Prinzip wird für die zerstörungsfreie Prüfung beispielsweise speziell zur Lokalisierung von Delaminationen in Waben- oder Schaum-Sandwichstrukturen verwendet. Hierfür werden die Piezoshaker der PS‑X Serie mit Vakuumadapter verwendet.
Piezoshaker:
NEW PS-W-02 für Dauerbetrieb in automatisierten Produktionslinien
Die Serie PS W 02 ist durch ein innovatives Kühlsystem mit erzwungener Konvektion durch Druckluft hervorragend für den Dauerbetrieb geeignet. Der Piezoshaker ist für die Montage an einem Pneumatikzylinder vorgesehen, durch den der Kontaktkopf auf die Oberfläche des Messobjekts angedrückt wird. Mit dieser Methode kann ein definierter Anpressdruck aufgebracht und variiert werden. Der Kontaktstift ist austauschbar und kann den Kundenwünschen angepasst werden.
Aufgrund seiner kleinen Kontaktfläche kann dieser auf kleinen Flächen angebracht werden. Mit dem PS-W-02 ist eine dynamische Anregung im stationären und im bewegten Betrieb möglich, wodurch eine Materialanregung in kontinuierlichen Fertigungsprozessen möglich ist.
Diese Piezoshaker-Serie ist mit einem internen Temperatursensor ausgestattet.
Anwendung: Dynamische Anregung für Schweißprozesse
NEW PS-X-04 für hochdynamischen Betrieb
Die Serie PS-X-04 besitzt ein leichtes und kompaktes Gehäuse, das mittels Vakuum auf der Oberfläche des Prüfobjekts montiert wird. Das Schiebeventil ermöglicht es den Piezoshaker leicht an der Materialoberfläche anzubringen oder von dieser zu entfernen. Der axial bewegliche Saugnapfadapter (Dichung) erlaubt es den Piezoshaker problemslos an konkaven oder konvexen Oberflächen mit Höhendifferenzen von bis zu 6 mm anzubringen. Der PS-X-04 unterstützt eine dynamische Schwingungsanregung in einem Frequenzbereich bis zu 100 kHz. Es stehen verschiedene pneumatische Anschlusselemente zur Verfügung.
PS-X-03 Serie mit Sagfußadapter
Die PS-X-03-Serie wird in der zerstörungsfreien Prüfung kombiniert mit ESPI / Shearografie eingesetzt. Durch Variation der Vakuumkraft kann man mit Hilfe des Saugfußadapters den Piezoshaker einfach am Objekt fixieren und den Anpressdruck einstellen. Je nach Art und Größe der Probe und den somit benötigten Frequenzbereich sind verschiedene Aktoren mit angepassten Ausgleichsgewicht verfügbar.
Anwendung:
Dynamische Anregung eines Yacht-Rumpfes
Dynamische Anregung an einer Windturbinenschaufel
Dynamische Anregung an einem Spaceshuttle
Dynamische Anregung an einem Yacht Mast
Dynamische Anregung eines Ruderblattes
PS-AC‑X Serie mit aktiver Kühlung
Die Piezoshaker PS-AC-X-Serie wird zur breitbandigen Schwingungsanregung eingesetzt, hauptsächlich in Anwendungen der zerstörungsfreien Prüfung in Kombination mit Shearografie- und Thermographiesystemen. Er ist sehr kompakt und robust und überzeugt durch einen schnellen Aufbau und einfache Handhabung. Das Design basiert auf dem bewährten Piezoshaker Typ PS-X-03, im Gegensatz zum PS-X-03 verwendet unsere Neuentwicklung allerdings Druckluft zur aktiven Kühlung sowie zur Erzeugung des Vakuums für den Saugnapf. Die aktive Kühlung ermöglicht einen längeren Dauerbetrieb bei höherer Leistung im Vergleich zu den PS-X-03-Versionen oder eine längere Lebensdauer bei höherer Ausgangsleistung.
Verwendung als Saugfuß für Stative: Im Vergleich zur PS-X-Serie erzeugt der erhöhte Dichtungsdurchmesser höhere Kräfte, was die Verwendung der Standard-Saugfüße für die isi-sys Saugstative ermöglicht. So können zum Beispiel zwei PS-AC‑X links und in der Nähe des Sichtfeldes platziert werden.
Anwendung: Impactschäden sicher finden Vorstellung eines Prototyps für die mobile Ultraschall-Thermografie
PS-L-02-Serie mit einem Montagetisch und Kühlung
Die PS-L-02 Serie wurde für hochfrequente Schwingungen an kleinen Bauteilen, wie zum Beispiel elektronischen Komponenten, entwickelt. Der Montagetisch ist austauschbar und kann individuell mit Gewinden bis M4 aufgestattet werden. Optional ist eine Druckmessdose zur Bestimmung der Kräfte vorgesehen. Der Schwerpunkt des Objektes sollte in der Nähe des Zentrums liegen. Für einen Dauerbetrieb mit hohen Belastungen wird eine Luftkühlung notwendig. Hierfür ist ein Radiallüfter, der an den Verstärker angeschlossen werden kann, im Paket enthalten. Die genauen Charaktereigenschaften können gewählt werden (Frequenzbereich, Amplituden und die wirkenden Kräfte).
PS-M-LC-Serie mit direkter Schraubbefestigung und einem Kraftsensor-Adapter
Bei der PS-M-LC-Serie wird der Piezoshaker an die Objektoberfläche geschraubt bzw. geklebt, somit ist keine Vakuumeinheit notwendig. Ein Kraftsensor kann einfach angeschlossen werden. Je nach Art und Größe der Probe und den somit benötigten Frequenzbereich sind verschiedene Aktoren mit angepassten Ausgleichsgewicht verfügbar. Ein gängiger Kraftsensor ist zum Beispiel das Modell PCB No. 201B02 (Force Sensor ICP® quartz force ring) für maximale Frequenzen bis zu 90kHz.
Piezoamplifier
NEW HPDA‑0–180 für den hochdynamischen Betrieb von Piezoaktoren
Der Piezoverstärker HPDA‑0–180-1C ist speziell für die Ansteuerung von isi-sys Piezoshakern für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt, bei denen eine hohe Leistung in Kombination mit einem geringem Gewicht und kompakter Bauform ein großer Vorteil für Mobilität und flexible Handhabung ist, z.B. für mobile NDT-Anwendungen. Dieser unterstützt durch seine große Bandbreite mit Frequenzen bis zu 100 kHz eine hochdynamische Anregung. Die Ausgangsleistung kann durch das Monitoringsystem überwacht werden. The HPDA‑0–180 verfügt über einen Übertemperaturschutz für die Piezoshaker-Serien mit Temperatursensor. Es sind verschiedene Versionen mit mehr als einem Kanal erhältlich.
Die Anregungsleistung, Kraft und Beschleunigung des Piezoshakers sind eine Funktion der Frequenz und Amplitude, die mit Hilfe des Verstärkers eingestellt werden. Eine charakteristische Transferfunktion kann bei isi-sys angefordert werden. Die jeweils gewählte elektrische Kapazität begrenzt den Frequenzbereich des Piezoshakers. Es besteht die Möglichkeit über den Strom- und Spannungs-Output des Verstärkers das Signal zur Einstellung der Anregungsleistung darzustellen.
Funktionsgenerator / DAQ Einheit
Unsere Software isi-Studio unterstützt verschiedene Funktionsgeneratoren. Der isi-sys Funktionsgenerator bietet alle erforderlichen Funktionen für die zerstörungsfreie Prüfung genauso wie die Möglichkeit eines automatischen Frequenzdurchlaufes. Mit dem Standard Funktionsgenerator /DAQ Einheit kann das Strom-/Spannungssignal des Verstärkers gemessen werden, was eine Darstellung der Anregungsleistung auf der Probe mit isi-Studio ermöglicht.
Vakuumpumpeneinheit
Der Piezoshaker wird mit einem Vakuum an der Objektoberfläche befestigt. Wenn ein Druckluftanschluss nicht vorhanden ist, bietet isi-sys eine kompakte Vakuumpumpeneinheit. Zwei unabhängig voneinander arbeitende Vakuumquellen sind empfehlenswert, wenn zusätzlich ein Saugfußstativ zum Einsatz kommt. Über die Pumpgeschwindigkeit kann das Vakuumlevel eingestellt werden, was notwendig ist, um eine Beschädigung der Objektoberfläche durch die Vakuumkraft zu verhindern.
Anwendungsbeispiele des Piezoshakers:
Dynamische Anregung für Schweißprozesse
Dynamische Anregung eines Yacht-Rumpfes
Dynamische Anregung an einer Windturbinenschaufel
Dynamische Anregung an einem Spaceshuttle
Dynamische Anregung an einem Yacht Mast
Dynamische Anregung eines Ruderblattes
Benötigen Sie detailliertere Informationen oder haben Sie spezielle Fragen, dann kontaktieren Sie uns bitte per e‑mail – info@isi-sys.com.
