Dozviete sa viac o Piezo Element a jeho aplikáciách

Piezo prvok, skrat pre piezoelektrický prvok, je zariadenie, ktoré prevádza mechanickú energiu na elektrickú energiu a naopak. Tento fascinujúci fenomén sa využíval na vytvorenie početných aplikácií v rôznych odvetviach. V tomto článku preskúmame princípy prvkov piezo a ponoríme sa do niektorých z ich mnohých aplikácií.

Ako fungujú prvky piezo

Aby sme pochopili, ako fungujú prvky piezo, musíme sa pozrieť na dva hlavné koncepty: piezoelektrický efekt a materiály použité pri ich konštrukcii.

Piezoelektrický účinok

Piezoelektrický efekt je vlastnosťou určitých materiálov, ktoré vytvárajú elektrický náboj, keď sú vystavené mechanickému napätiu. Naopak, keď sú tieto materiály vystavené elektrickému poľu, podrobujú sa mechanickej deformácii. Táto pozoruhodná charakteristika je základom pre fungovanie prvkov Piezo.

Použité materiály

Piezoelektrické materiály môžu byť prirodzené alebo syntetické. Bežné prírodné materiály zahŕňajú kremeň, Topaz a Rochelle Salt, zatiaľ čo syntetické materiály zahŕňajú keramiku, ako je olovo zirkonát titanitán (PZT) a polyméry ako polyvinylidén fluorid (PVDF). Každý materiál má svoje jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým je vhodný pre konkrétne aplikácie.

Aplikácie piezo prvkov

Prvky Piezo sa dostali do širokého spektra aplikácií vrátane spotrebnej elektroniky, zdravotníckych pomôcok, priemyselných aplikácií, automobilového priemyslu a leteckého a obranného a obrany.

Spotrebiteľská elektronika

V sektore spotrebnej elektroniky sa prvky Piezo používajú v zariadeniach, ako sú bzučiaky, mikrofóny a reproduktory. Nachádzajú sa tiež v atramentových tlačiarňach, kde uľahčujú presné vyhadzovanie kvapiek atramentov na papier.

Zdravotníctvo

Lekársky priemysel ťaží z používania prvkov Piezo v zariadeniach, ako sú ultrazvukové prevodníky. Tieto zariadenia sa používajú pri diagnostickom zobrazovaní, ako sú ultrazvukové skenovanie, ako aj terapeutické aplikácie, ako je litotripsia na rozbitie obličkových kameňov.

Priemyselné aplikácie

Prvky Piezo zohrávajú dôležitú úlohu v priemyselných aplikáciách, ako sú systémy presnosti polohy, senzory vibrácií a ultrazvukové čistiace zariadenia. Majú tiež významnú prítomnosť pri výrobe polovodičov a mikroelektroniky.

Automobilový priemysel

V automobilovom sektore sa prvky Piezo používajú vo vstrekovačoch paliva na presnú kontrolu dodávky paliva, zlepšenie výkonu motora a znižovanie emisií. Používajú sa tiež v rôznych senzoroch a ovládačoch v celom vozidle.

Letectvo a obrana

Prvky Piezo majú početné aplikácie v leteckom a obrannom priemysle, vrátane gyroskopov, akcelerometrov a tlmenia vibrácií. Prispievajú tiež k aktívnemu zrušeniu hluku vo vojenských vozidlách a lietadlách.

Výhody a nevýhody

Rovnako ako každá technológia, aj prvky Piezo prichádzajú so svojím podielom výhod a nevýhod.

Výhody

1. Vysoká citlivosť a presnosť: Piezo prvky môžu detekovať minútové mechanické zmeny a vytvárať elektrické signály s vysokou presnosťou.

2. Nízka spotreba energie: Vyžadujú na prevádzku minimálny výkon, vďaka čomu sú vhodné pre energeticky efektívne aplikácie.

3. Široký frekvenčný rozsah: Piezo prvky môžu fungovať v širokom rozsahu frekvencií, vďaka čomu sú všestranné pre rôzne aplikácie.

4. Trvanlivosť: Vzhľadom na ich pevnú povahu a nedostatok pohyblivých častí vykazujú prvky piezo vynikajúcu trvanlivosť a dlhú životnosť.

   
   

Nevýhody

1. Obmedzené posun: Piezo prvky vytvárajú malé posuny, ktoré nemusia byť vhodné pre aplikácie vyžadujúce veľké pohyby.

2. Požiadavky na vysoké napätie: Niektoré prvky Piezo vyžadujú pre prevádzku vysoké napätie, čo si vyžaduje ďalšie obvody prevodu výkonu.

3. Citlivosť teploty: Výkon piezo prvkov môže byť ovplyvnený kolísaním teploty, ktoré môžu vyžadovať ďalšie mechanizmy kompenzácie teploty.

   
   

Budúcnosť prvkov piezo

Budúcnosť prvkov Piezo sa javí sľubná, pretože sa naďalej vyvíjajú nové materiály a výrobné techniky. Cieľom prebiehajúceho výskumu v tejto oblasti je zlepšiť účinnosť, citlivosť a stabilitu teploty týchto prvkov. Výsledkom je, že v nasledujúcich rokoch môžeme očakávať ešte inovatívnejšie aplikácie technológie Piezo v rôznych odvetviach.

Záver

Prvky Piezo prešli od svojho objavu dlhú cestu a ukázalo sa, že sú v mnohých odvetviach neoceniteľné kvôli svojim jedinečným vlastnostiam. Ako výskum a vývoj pokračuje, môžeme očakávať, že v tejto technológii uvidíme ešte viac vzrušujúce pokroky, čím sa ďalej rozširujeme jeho aplikácie a výhody.

Element Piezo je alternatívny elektronický komponent, ktorý je možné prispôsobiť rôznym poľom zmenou jeho veľkosti. Vo všeobecnosti frekvencia vibrácií a Piezoelektrický prvok závisí od rozsahu vstupného prúdu, ktorý hrá úlohu v procese premeny elektrickej energie na mechanickú energiu, ktorá je určená fyzikálnym zložením a tvarom daného materiálu.  

    Akustický Piezoelektrické zariadenia sú teraz veľmi žiadané, pretože vo všetkých aspektoch majú viacnásobné využitie. Piezo bzučiaky sú také široké spektrum akustických piezoelektrických komponentov. Používa sa najmä pre alarmové vybavenie, ktoré môžu poskytnúť jasný zvuk. Ak ste používateľ, ktorý potrebuje výstražné zariadenie, je to určite vaša najlepšia voľba. Nielenže je to za primeranú cenu, ale ponúka aj rozšírenú škálu použití.

    Kvalita zvuku Piezoelektrický bzučiak je absolútne kvalifikovaný a vynikajúci. Platí to najmä pre piezo bzučiaky navrhnuté a vyrobené odborníkmi. Ako kupujúci tohto elektronického akustického komponentu musíte pred nákupom starostlivo študovať niektoré kľúčové vlastnosti produktu. Frekvencia je nepochybne jednou z charakteristík vysoko kvalitných piezoelektrických komponentov. Perfektná frekvencia je hlavným faktorom zvukového tlaku generovaného bzučiakom. To znamená, že plastové puzdro a piezoelektrický ohýbanie by mali mať zodpovedajúce frekvencie.

    Tón je druhou charakteristikou, ktorú treba zvážiť pri nákupe a piezoelektrický bzučiak . Tonálna povaha zariadenia môže mať veľa foriem, napríklad kontinuálne alebo pulzované. Samozrejme, v iných sériách bzučiaka budeme tiež skúmať ďalšie typy. Stručne povedané, pokiaľ ide o zvuk bzučiaka, vaša preferencia by mala určiť váš výber.

    Mali by sme tiež zvážiť škrupinu bzučiaka. Musíte skontrolovať a porozumieť materiálom používaným ako bývanie bzučiaka. Rôzne materiály majú rôzne vlastnosti. Malo by byť dostatočne odolné na to, aby odolali tlaku z rôznych prostredí. Zároveň musíte zvážiť, ako nainštalovať piezoelektrický bzučiak. Správna konfigurácia inštalácie môže zabezpečiť vynikajúci prenos zvuku. Materiál škrupiny bzučiaka je hlavne plastový, vrátane LCP, ABS, PBS, PBT, PPO, PVC atď.

    V priebehu rokov nepretržitý výskum uplatňoval uplatňovanie piezoelektrických prvkov jednoduchšie a efektívnejšie a priemyselná výroba prešla aj revolučnými zmenami.