Sistema de excitación por pulsos para la caracterización de resonadores para atomización

Abstract

[ES] El desarrollo de materiales piezocerámicos ha despertado un renovado interés en el campo de la atomización para generar gotas de tamaño microscópico, difíciles de conseguir por los medios mecánicos habituales. En este trabajo se presenta un sistema de excitación de cerámicas piezoeléctricas encaminado a su caracterización, basado en un convertidor DC/AC resonante con topología de puente completo que permite trabajar hasta 2 MHz. La salida del convertidor, aplica una onda de tensión cuadrada bajo la forma de ráfagas de impulsos, limitando el autocalentamiento de las cerámicas testeadas. Las señales de control permiten fijar todos los parámetros de test: frecuencia de resonancia, número de impulsos de salida así como frecuencia de repetición, ciclo de trabajo y tensión pico a pico de los mismos. Los primeros ensayos realizados sobre una cerámica de 1,668 MHz han permitido observar la lógica dependencia de la eficacia de atomización con la frecuencia de excitación y han puesto de manifiesto la importancia del ciclo de trabajo, del número mínimo de impulsos para iniciar la atomización y de su valor pico a pico de tensión que genera distintas distribuciones en diámetro de gota, aunque siempre con un máximo situado alrededor de 9 μm.

[EN] Piezoelectric ceramic materials are of main interest in the field of spray-dryng applications, in order to generate microscopic droplets which are difficult to obtain by mechanical systems. In this work an excitation electronic system for piezoelectric transducers is presented. The system is oriented to device characterization with resonance frequencies up to 2MHz and is based on a full bridge DC – AC resonant voltage converter. The converter applies a square voltage waveform burst, limiting the device under test self-heating. The following test parameters can be adjusted: frequency, duty cycle and peak-to-peak voltage of the output waveform, number of output pulses constituting the burst and its repetition rate. First results with a 1.668MHz ceramic disc show the spray-dryng efficiency dependence on the excitation frequency, but also on the duty cycle, minimum number of pulses to start the spray-dryng process and peak-to-peak voltage. This last variable modifies the droplet diameter distribution but not the peak value, centered at 9μm.