Как проверить пьезоэлемент мультиметром

Виды, типы и размеры ультразвуковых мембран для увлажнителей воздуха. Фото.

Когда и зачем проверяют ультразвуковые ванны и мойки

proverkakogdaizachem.jpg

Ультразвуковые ванны и мойки проверяют на этапах:

  • производство УЗ оборудования;
  • ОТК на производстве;
  • на этапе приемки;
  • эксплуатационные проверки во время работы;
  • в случае возникновения неисправностей в работе.

Чуть подробнее об этапах. Проверка во время изготовления необходима для понимания того, что оборудование нормально функционирует. После этого мойку передают в отдел технического контроля, который проверяет параметры работы и функционал. После этого оборудование готово к отгрузке. На этапе приемки (получения товара) существует целесообразность проверки, поскольку транспортная компания могла не бережно отнестись к транспортировке и повредить товар. УЗ мойку нельзя ронять или бить, она может выйти из строя. Необходимость эксплуатационной проверки обусловлена следующими причинами:

  • могут выйти из строя часть излучателей, визуально и на слух может быть не понятно работают ли они;
  • в ходе эксплуатации соединение излучателя и поверхности внутренней емкости пострадало, излучатель неплотно прилегает и общее КПД может упасть практически до 0.

Когда возникла неисправность в работе УЗ мойку или ванну необходимо первично проверять перед отправкой специалисту, особенно если гарантий срок уже закончился.

Ремонт отечественных стиральных машин

1 сентября 2007 г.
Автор:
retona_real.jpg

Ультразвуковые стиральные машины – что это?

Общие сведения

Многим известно применение ультразвука при очистке различных поверхностей. Например, в промышленности для этого используются так называемые ультразвуковые ванны. Для бытового применения в отечественных торговых сетях появились ультразвуковые стиральные машины (УЗСМ). По словам производителей, эти УЗСМ не только могут стирать белье, но и дезинфицировать его.

Попробуем разобраться, так ли это.

Как отмечают производители, процесс стирки УЗСМ происходит под воздействием кавитации.

 

Примечание. Кавитация (от латинского cavitas — пустота) — образование в жидкости полостей (пузырьков), заполненных газом, паром или ихсмесью. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении ее скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупариода разрежения (акустическая кавитация).

Перемещаясь с потоком в область с болеевысоким давлением или во время полупериодасжатия, кавитационный пузырек захлопывается, формируя при этом ударную волну.

Негативное воздействие подобного явленияхорошо знакомо, например, транспортникам игидроэнергетикам — кавитация разрушаетгребные винты судов и гидротурбин.

Начнем с того, что ультразвук без образования кавитационных пузырьков работает в жидкости, как ОЧЕНЬ плохая «мешалка» (на самом деле эксперименты показали, что ультразвук «стирает» белье очень плохо даже в условиях развитой кавитации). Дело в том, что действие кавитации (применительно к УЗСМ кавитациявыполняет «стирающее», вымывающее или перемешивающее действие) наиболее активнопроявляется только в дистиллированной воде.

Даже небольшие добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), а к ним относится и стиральный порошок, значительно снижают интенсивность этого действия. Учитывая то, что мощностьультразвукового излучения УЗСМ очень мала(единицы Ватт), действие кавитации на процесс«стирки» так незначительно, что им вообще можно пренебречь.

Хочется отметить, что волновое сопротивление белья в воде сравнимо с самой водой (кактаковая граница волнового раздела «белье-вода» отсутствует), следовательно, белье будетколебаться с той же амплитудой, что и вода.

Коэффициент затухания ультразвуковых волнв белье составляет 30…60 дБ/м. Таким образом.какое-то ощутимое воздействие излучения УЗСМ на белье может происходить только на очень небольшом расстоянии (несколько сантиметров).

Но и это не самое главное — сам процессстирки основан на вымывании грязи из белья.Для этого частица грязи должна хотя бы выйти за пределы ткани. Поскольку белье и прилегающий к нему слой воды под воздействием ультразвука колеблются синфазно (вследствие отсутствия границы раздела двух сред), то относительного перемещения белья и грязи не происходит.следовательно, нет и вымывания грязи.

Поэтомубелье стирается ТОЛЬКО за счет пассивного перемешивания в жидкости раствора ПАВ.

В заключение отметим, что если при обычной стирке (замачивании) пользоваться качественным стиральным порошком, эффект будет тотже, что и применение УЗСМ в этом же растворе.

Как говорится, комментарии излишни.

А теперь рассмотрим, что же внутри этого«чуда техники» — УЗСМ.

Описание принципиальной схемы

В торговых сетях нашей страны можно найтинесколько типов УЗСМ со схожими характеристиками. Остановимся на одной из них.

Принципиальная схема одного из вариантовУЗСМ приведена на рис. 1.

 Принципиальная схема  УЗСМ

Рис. 1

Из схемы видно, что основа машины — однокаскадный автогенератор, частота генерации которого определяется в основном параметрамипьезоэлемента (ультразвукового излучателя).

Генератор питается нестабилизированнымнапряжением 14В. Примечательно, что на выходе сетевого выпрямителя устройства отсутствует фильтрующий электролитический конденсатор, следовательно, автогенератор питается пульсирующим напряжением.

Нужно отметить, что в последнее время в отдельных типах УЗСМ на выходе выпрямителяустанавливается фильтрующий электролитический конденсатор небольшой емкости.

Перечислим основные элементы, входящие всостав этого устройства:

  • L1,L2 — согласующие дроссели;
  • С1 R2 — цепь обратной связи автогенератора;
  • VD5, VD6, RЗ — элементы цепи индикацииработоспособности генератора;
  • R1 — резистор смещения;
  • VT1 — транзистор автогенератора;
  • BF1 — пьезоэлемент (излучатель).

Эта схема достаточно проста, поэтому ненуждается в подробном описании.

Отметим лишь, что подобный генератор критичен к низкому питающему напряжению. Еслионо становится меньше 11…12 В, что соответствует сетевому напряжению менее 190 В, генератор просто не будет запускаться.

Форма сигнала на излучателе показана нарис. 2.

Форма сигнала на излучателе УСЗМ

Рис. 2 Форма сигнала на излучателе УСЗМ

Из него видно, что сигнал представляет собой пачки, заполнение которых — импульсы частотой около 100 кГц. Частота следования пачек —100Гц.

Амплитудное значение сигнала на выходе генератора достигает 100 В (при условии, если излучатель погружен в воду). Если излучатель находится в воздухе, напряжение может бытьвыше.

Как проверить работоспособностьУЗСМ по внешним проявлениям

По заявлениям производителей, работоспособность УЗСМ можно проконтролировать по свечению контрольного индикатора. Однако этого бывает недостаточно — например, были зарегистрированы случаи, когда уровень сигнала напьезоэлементе был значительно ниже нормы(50…70 В), при этом индикатор светился (естественно, с меньшей интенсивностью).

Проверить работоспособность УЗСМ можнодостаточно просто и без использования измерительных приборов — нужно опустить излучательУЗСМ в воду (машинка должна быть включена) ипоместить его максимально близко к поверхности воды. При исправной УЗСМ на поверхности воды (над излучателем) можно наблюдать достаточно заметный (высотой 1…2 мм) «горб».

Есть еще интересный способ проверки работы УЗСМ — для этого необходимо поместить излучатель в газированную воду. Обильное выделение пузырьков газа на поверхности излучателя свидетельствует о работоспособности машинки.

Возможные неисправности УЗСМи способы их устранения

УЗСМ не работает (индикатор не светится)

Причин подобного дефекта может быть несколько. Наиболее частой является обрыв в цепиизлучателя. Это бывает вызвано тем, что по темили иным причинам, на одной из сторон кристалла излучателя отслаивается серебряное напыление. Естественно, при отсутствии контакта спьезоэлементом автогенератор перестает работать, транзистор VT1 открывается, сильно перегревается и часто выходит из строя (бывает даже, что разрушается его корпус). Как говорится,причина одна, а последствия совсем другие.

Многие ремонтники в подобной ситуации начинают искать замену транзистору и пьезоэлементу. Что касается последнего, найти ему достойную замену достаточно трудно. Проблема усугубляется тем, что достать его из корпуса достаточно проблематично — пьезоэлемент в подобных случаях обычно разламывается, так какон чрезвычайно хрупок, да к тому же залит герметиком.

Внешний вид излучателя показан нарис. 3.

ultra_03.jpg

Рис. 3 Излучатель УСЗМ

Если нет возможности найти аналогичный излучатель, при подборе альтернативной заменыследует учесть следующие моменты:

  • резонансная частота пьезоэлемента должнабыть около 100 кГц;
  • размеры пьезоэлемента должны быть соизмеримы с оригинальным (например, в рассматриваемой модели УЗСМ диаметр дискапьезоэлемента составляет около 25 мм, атолщина — 1 мм). Особое внимание здесьследует обратить на то, чтобы толщина пьезоэлемента не была более 1,5 мм, в противном случае автогенератор УЗСМ не будет запускаться.

После установки аналога пьезоэлемента (автором использовались элементы, выполненныеиз титаната бария отечественного производства), автогенератор может не заработать. В этомслучае можно восстановить генерацию подбором номинала резистора R1, а также элементовцепи обратной связи R2 С1.

Если запустить автогенератор все равно неудается, нужно искать более точный аналог пьезоэлемента.

Что же касается замены транзистора VT1, тонаиболее удачным аналогом является 2N5551 вкорпусе ТО-92 (температура его корпуса послеустановки в УЗСМ не должна превышать 50 °С).

Приведем основные параметры этого транзистора: Vсео = 160 В, Bсbо = 180 В, Iс = 600 мА, Р=625 мВт, h21Е = 250, Fт = 300 МГц.

Тип оригинального транзистора выяснить не удалось, так как во всех рассматриваемых экземплярах УЗСМ на его корпусе была удалена маркировка.

В процессе подбора аналогов прошли испытания более 50 типов транзисторов как отечественного, так и зарубежного производства. В большинстве случаев при работе УЗСМ транзисторы сильно нагревались (более 70 °С). Вероятно это было вызвано низкими значениями таких параметров, как Fт (менее 50 МГц), Iс (менее300 мА) или Р (менее 400 мВт).

Еще одним проявлением неправильной работы УЗСМ при установке некоторых типов транзисторов являлось низкое напряжение, которое выделялось автогенератором на выводах пьезоэлемента (50…70 В). Это напряжение удавалосьувеличить, изменив номинал резистора R1 (до200 кОм) — но это приводило к чрезмерному разогреву корпуса транзистора. Причина — малоезначение h21Е(50…100) транзистора.

Если автогенератор вовсе не запускался (как,например, при установке транзистора КТ940А),то это было также вызвано низким значением статического коэффициента передачи тока h21Е(менее 50).

Также следует отметить одну распространенную причину отказа УЗСМ, вызванную проникновением воды внутрь корпуса ультразвукового излучателя. Для устранения подобного дефектанеобходимо вскрыть корпус излучателя (разъединить его на две половинки) и тщательно высушить всю внутреннюю поверхность. Затем повсему периметру внутренней стороны крышкикорпуса (где установлен пьезоэлемент) удаляютна 2…3 мм герметик. После этого в образовавшуюся канавку заливают новый герметик (подойдетсиликоновый автогерметик, используемый для ремонта системы охлаждения).

В заключение,склеивают половинки корпуса «суперклеем».

Индикатор УЗСМ светится с малой интенсивностью. Уровень сигнала на выводахпьезоэлемента менее 50В (частота генерации более 300 кГц), транзистор VT1 сильнонагревается

Причина подобного дефекта вызвана отказомпьезоэлемента — его необходимо заменить.

Подробнее список неисправностей УЗСМ приводить не имеет смысла, так как они легко локализуются, например, при отказах сетевого трансформатора, выпрямителя и др.

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2007

Сайт и форум

  1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  2. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  3. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  4. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

    International Forum

    This is a special forum for English spoken people, read it first.

  5. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

    Образование в области электроники

    все что касается образования, процесса обучения, студентам, преподавателям.

    • Решение задач
  6. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

    Обучающие видео-материалы и обмен опытом

    Обсуждение вопросов создания видео-материалов

    Модераторы раздела iosifk 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_user_popup.png
  • сопротивление пьезофорсунки bosch

    какое должно быть сопротивление пьезоэлемента пьезофорсунки bosch Мерседес Vito 639 двигатель 646982 ?

  • Аватар для 089

    089 вне форума

    Программируемая логика ПЛИС (FPGA,CPLD, PLD)

    1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Среды разработки – обсуждаем САПРы

      Quartus, MAX, Foundation, ISE, DXP, ActiveHDL и прочие.
      возможности, удобства.

    2. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Работаем с ПЛИС, области применения, выбор

      на чем сделать? почему не работает? кто подскажет?

    3. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Языки проектирования на ПЛИС (FPGA)

      Verilog, VHDL, AHDL, SystemC, SystemVerilog и др.

    4. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Системы на ПЛИС – System on a Programmable Chip (SoPC)

      разработка встраиваемых процессоров и периферии для ПЛИС

  • Недостатки

    • Своевременный уход: чистить прибор необходимо каждые 10 дней.
    • Сложность ремонта.
    • Относительно высокая стоимость.

    Печатные платы (PCB)

    1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Разрабатываем ПП в САПР – PCB development

      FAQ, вопросы проектирования в ORCAD, PCAD, Protel, Allegro, Spectra, DXP, SDD, WG и др.

      • Библиотеки компонентов
      • Altium Designer, DXP, Protel
      • P-CAD 200x howto
      • Эремекс, Delta Design
      • Cadence
      • Примеры
      • Zuken CADSTAR
      • Mentor Xpedition Enterprise, PADS
      • KiCAD
    2. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Работаем с трассировкой

      тонкости PCB дизайна, от Spectra и далее.

      Модераторы раздела fill 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_user_popup.png
      • Примеры плат
    3. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  • Сборка РЭУ

    1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Пайка и монтаж

      вопросы сборки ПП, готовых изделий, а также устранения производственных дефектов

    2. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Корпуса

      обсуждаем какие есть копруса, где делать и прочее

    3. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  • Распространенные неисправности

    Неприятный запах

    sovremennyj-ultrazvuk-pezoizluchatel-dlya-uvlazhnitelya-vozduha-1-1024x998.jpg

    Появление стороннего запаха свидетельствует о застое воды, если прибор длительное время не использовался, и вода не была слита. Также причиной может быть засорение системы фильтрации. Решение: полная чистка прибора с использованием специальных средств, замена фильтров.

    Отсутствует подача воздуха

    В том случае, когда увлажнитель работает, но воздух не идет необходимо проверить работоспособность вентилятора. Причиной неисправности может быть и засорение фильтра воздухозаборной решетки. Решение: замена фильтрующего элемента или вентилятора.

    Совсем не включается

    При отсутствии питания прибор теряет работоспособность. При обнаружении неприятности проверить есть ли напряжение в линии. Также данная проблема актуальна при выходе из строя предохранителя вилки. Решение: замена предохранителя, вилки или проводов.

    Поставщики компонентов для электроники

    1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Поставщики всего остального

      от транзисторов до проводов

    2. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png
  • Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир

    1. 71b840526851d8d0c92ec72ce3ddea78_forum_icon.png

      Обсуждение Майнеров, их поставки и производства

      наблюдается очень большой спрос на данные устройства.

  • Рейтинг
    ( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
    Загрузка ...