Пьезо элементі және оның қосымшалары туралы біліңіз

Пьезо элементі, пьезоэлектрлік элементі үшін қысқа, бұл механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын және керісінше түрлендіреді. Бұл қызықты феномен түрлі салаларда көптеген өтініштер құруға мүмкіндік берді. Бұл мақалада біз Пьезо элементтерінің артындағы қағидаларды зерттеп, көптеген қосымшаларға ие боламыз.

Пьезо элементтері қалай жұмыс істейді

Piezo элементтерінің қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін біз қатысқан екі негізгі тұжырымдаманы қарауымыз керек: пьезоэлектрлік эффект және олардың құрылысында қолданылатын материалдар.

Пьезоэлектрлік әсер

Пьезоэлектрлік әсер - механикалық кернеу кезінде электр зарядын тудыратын белгілі бір материалдардың меншігі. Керісінше, бұл материалдар электр өрісіне ұшыраған кезде, олар механикалық деформациядан өтеді. Бұл керемет сипаттама пьезо элементтерін пайдалану үшін негіз болып табылады.

Пайдаланылған материалдар

Пьезоэлектрлік материалдар табиғи немесе синтетикалық болуы мүмкін. Жалпы табиғи материалдарға кварц, топаз және рочель тұзы кіреді, ал синтетикалық материалдарға қорғасын цирконативті титанат (PZT) және полимерлер сияқты керамика (PVT) және полимерлер кіреді. Әр материалда оның ерекше қасиеттері бар, олар оны нақты қосымшалар үшін қолайлы етеді.

Пьезо элементтерінің қосымшалары

Пьезо элементтері көптеген қосымшаларға, соның ішінде тұтыну электроникасына, медициналық мақсаттағы бұйымдарға, өнеркәсіптік қосымшаларға, автомобиль өнеркәсібіне, аэроғарышқа және қорғанысқа жол табады.

Тұтынушы электроника

Тұтынушы электроника секторында пьезо элементтері дыбыстық сигналдар, микрофондар және спикерлер сияқты құрылғыларда қолданылады. Олар сонымен қатар сиялы принтерлерде кездеседі, онда олар сия тамшыларының қағаз тамшыларының дәл шығарылуын жеңілдетеді.

Медициналық құрылғылар

Медициналық сала пьезо элементтерін ультрадыбыстық түрлендіргіштер сияқты құрылғыларда пайдаланудан пайда көреді. Бұл құрылғылар диагностикалық бейнелерде, мысалы, ультрадыбыстық сканерлер, сондай-ақ бүйрек тастарын сындыруға арналған литотрипсия сияқты терапевтік қосымшаларда қолданылады.

Өнеркәсіптік қосымшалар

Пьезо элементтері өндірістік қосымшаларда, мысалы, дәл позициялау жүйелері, діріл датчигі және ультрадыбыстық тазалау жабдықтары сияқты маңызды рөл атқарады. Олар сонымен қатар жартылай өткізгіштер мен микроэлектрониканы өндіруде айтарлықтай қатысады.

Автомобиль өнеркәсібі

Автомобиль секторында пьезо элементтері жанармай инжекторларында отын жеткізуді дәл бақылау үшін, қозғалтқыштың өнімділігін жақсарту және шығарындыларды азайту үшін қолданылады. Олар сонымен қатар көлік құралының барлық сенсорлық және акуаторларда да қолданылады.

Аэроғарыш және қорғаныс

Пьезо элементтерінде аэроғарыш және қорғаныс салаларында, соның ішінде гироскоптар, акселерометрлер және дірілдеу жүйелері бар. Олар сонымен қатар әскери техникалар мен әуе кемелеріндегі белсенді шуды жоюға ықпал етеді.

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Кез-келген технология сияқты, пьезо элементтері олардың артықшылықтары мен кемшіліктерімен келеді.

Артықшылықтары

1. Жоғары сезімталдық және дәлдік: Пьезо элементтері минуттық механикалық өзгерістерді анықтап, жоғары дәлдігі бар электр сигналдарын шығарады.

2. Қуатты аз тұтыну: олар жұмыс істеуге ең аз қуатты қажет етеді, оларды энергияны үнемдейтін қосымшаларға қолайлы етеді.

3. Кең жиілік диапазоны: Пьезо элементтері әр түрлі қосымшаларға жан-жақты жиіліктермен жұмыс істей алады.

4. Тұрақтылық: Қатты күйі және қозғалмалы бөліктердің болмауына байланысты пьезо элементтері керемет беріктік пен ұзақ өмір сүруге мүмкіндік береді.

   
   

Кемшіліктері

1. Шектеулі орын ауыстыру: пьезо элементтері үлкен қозғалыстарды қажет ететін қосымшаларға сәйкес келмеуі мүмкін кішкентай орындар шығарады.

2. Жоғары кернеудің жоғары талаптары: кейбір пьезо элементтері жұмыс үшін жоғары кернеуді қажет етеді, қуатты қайта өңдеудің қосымша тізбектерін қажет етеді.

3. Температураның сезімталдығы: Пьезо элементтерінің өнімділігін температураның ауытқулары әсер етуі мүмкін, бұл температураны қоспағанда, қосымша температураны қажет етуі мүмкін.

   
   

Пьезо элементтерінің болашағы

Пьезо элементтерінің болашағы жаңа материалдар мен өндіріс техникасы әзірленуді жалғастыруда. Осы саладағы жүргізіліп жатқан зерттеулер осы элементтердің тиімділігін, сезімталдығын және температуралық тұрақтылығын арттыруға бағытталған. Нәтижесінде біз алдағы жылдары пьезо технологиясының одан да инновациялық қосымшаларын одан да көп көреміз деп күтуге болады.

Қорытынды

Пьезо элементтері өздерінің ашылуынан бері ұзақ жолдана бастады және олардың бірегей қасиеттеріне байланысты көптеген салаларда құнсыз болғандығы дәлелденді. Зерттеулер мен әзірлемелер жалғасуда, біз осы технологияның одан да қызықты жетістіктерін, одан әрі олардың қосымшалары мен артықшылықтарын кеңейтуді күтеміз.

Piezo элементі - бұл балама электронды компонент, оны әр түрлі өрістерге бейімдеуге болады, оны әр түрлі өрістерге бейімдеуге болады. Жалпы, а тербеліс жиілігі Пьезоэлектрлік элемент электр энергиясын, электр энергиясын механикалық қуатқа түрлендіру процесінде рөл атқарады, ол осы материалдың физикалық құрамы мен формасымен анықталады.  

    Акустикалық Пьезоэлектрлік құрылғылар қазір сұранысқа ие, өйткені олар барлық жағынан бірнеше рет қолданады. Пьезо дыбыстары - бұл акустикалық пьезоэлектрлік компоненттердің кең спектрі. Бұл әсіресе анық дыбыс бере алатын дабыл жабдықтары үшін қолданылады. Егер сіз ескерту құрылғысы қажет пайдаланушы болсаңыз, бұл сіздің таңдауыңыз сөзсіз. Бұл ақылға қонымды емес, сонымен қатар ол кеңейтілген пайдалану түрлерін ұсынады.

    Дыбыстық сапасы Пьезоэлектрлік дыбыстық сигнал беру өте білікті және өте жақсы. Бұл әсіресе, мамандар жасаған және шығарған пьезо дыбыстарына қатысты. Осы электронды акустикалық компонентті сатып алушы ретінде сатып алудан бұрын сіз өнімнің кейбір негізгі мүмкіндіктерін мұқият зерделеуіңіз керек. Жиілік сөзсіз, сапалы пьезоэлектрлік компоненттердің сипаттамаларының бірі. Керемет жиілік дегеніміз - дыбыстық қысымның негізгі факторы - дыбыстық қысым. Бұл пластикалық корпустың және пьезоэлектрлік бендердің сәйкес жиіліктері болуы керек дегенді білдіреді.

    Tone - сатып алу кезінде қарастыру үшін екінші сипаттама пьезоэлектрлік сигнал . Құрылғының тоналды табиғаты, мысалы, үздіксіз немесе импульсті сияқты көптеген формалар алуы мүмкін. Әрине, басқа дыбыстық серияларда біз басқа түрлерін де зерттейміз. Қысқаша айтқанда, дыбыстық сигналдың дыбысы келгенде, сіздің қалауыңыз сіздің таңдауыңызды анықтауы керек.

    Біз сондай-ақ дыбыстық сигналды қарастыруымыз керек. Сіз дыбыстық корпус ретінде пайдаланылатын материалдарды қарап, түсінуіңіз керек. Әр түрлі материалдар әртүрлі сипаттамаларға ие. Әр түрлі орталардан қысымға төтеп беру үшін жеткілікті болуы керек. Сонымен бірге, сіз пьезоэлектрлік сигналды қалай орнатуға болатынын қарастыруыңыз керек. Орнатудың дұрыс конфигурациясы дыбыстық сигналдың дұрыс болуын қамтамасыз етеді.

    Осы жылдар ішінде үздіксіз зерттеулер пьезоэлектрлік элементтерді жеңілдетіп, тиімді және тиімдірек болды, ал өндірістік өндіріс де революциялық өзгерістерге ұшырады.