Как работает пьезоэлемент в зажигалке
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Tesla: самозаряжающаяся электро-зажигалка, которая работает везде и всюду Блог компании Даджет , Гаджеты , Энергия и элементы питания , Лайфхаки для гиков Recovery Mode На вид ничего необычного, правда? На Kickstarter относительно недавно было выставлено интересное устройство, которое на первый взгляд ничем особым не выделяется.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Пьезозажигалка ремонт своими руками
- Небольшой обзор на две зажигалки для газовой плиты.
- Зажигалка пьезо-пистолет кухонная, блистер, JZDD-18
- Зажигалки: личный огонь – Как работают зажигалки пьезо?
- Зажигалка для газовой плиты. Виды и работа. Особенности
- Пьезокерамические источники высокого напряжения
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Фонарик из зажигалки с питанием от пьезоэлемента
Пьезозажигалка ремонт своими руками
Зажигалка в зависимости от конструкции и используемого топлива может быть газовой , бензиновой или электрической.
Первая газовая зажигалка, огниво Дёберейнера , была изобретена Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в году.
Ситуация кардинально изменилась в году, с открытием ферроцерия бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом. Этот сплав, заменив железо в кресале, позволил заменить неудобный минерал кремень на обычную сталь. И сегодня мишметаллы являются основой для изготовления кресальных камней для зажигалок. Тогда кремнёвая зажигалка и обрела конструкцию, практически без изменений дошедшую до наших дней: зазубренное стальное колёсико высекает искру из ферроцериевого кресала, а искра поджигает пропитанный бензином фитиль либо выходящий из клапана газ.
Развитие зажигалок было ускорено во время Первой мировой войны. Солдаты использовали спички, чтобы видеть дорогу в темноте, но интенсивная вспышка при зажигании выдавала их местоположение.
Чуть позже зажигалки стали массово выпускаться по всему миру. В году компания S. DuPont представила на международной выставке в Париже первую в мире газовую зажигалку современной конструкции. В х стали выпускать зажигалки, с высоким давлением паров на выходе редуктора, т.
Они давали острое направленное пламя, которое трудно было погасить ветром. Большинство зажигалок работает по принципу поджига специального легковоспламеняющегося топлива, заправленного в зажигалку. Горящее топливо служит источником огня для пользователя зажигалки. В качестве топлива чаще всего используются легко испаряющиеся жидкие углеводороды, чаще всего бензин для так называемых бензиновых зажигалок и сжиженные углеводородные газы для газовых зажигалок. Принципиальная разница между ними в том что топливо газовых зажигалок испаряется очень быстро и потому содержится в герметичных контейнерах под небольшим давлением, образованным парами испаряющегося газа.
А бензин испаряется относительно медленно и потому не требует герметичной емкости. В газовых зажигалках в качестве горючего используются сжиженная смесь пропана и бутана , которая после прохождения через редуктор испаряется, образуя легковоспламеняющуюся смесь газа и воздуха. В бензиновых зажигалках горят пары бензина. В зависимости от типа горючего температура пламени зажигалки может достигать следующих величин:.
В газовых зажигалках для дозированной подачи газа из емкости в зону горения используется газовый редуктор , обычно выполненный в виде пористого пластикового стержня.
В нём происходит постепенное снижение давления газа. Различают зажигалки с низким давлением паров газа на выходе редуктора и так называемые турбозажигалки с высоким давлением паров. Турбозажигалки дают плотный направленный поток газа, сбить пламя с которого ветром гораздо труднее. В бензиновых зажигалках используется сменный фитиль в виде хлопкового жгутика. Существуют зажигалки без топлива, создающие требуемые температуры пропусканием тока через проволоку или длительным электрическим разрядом искровым или дуговым.
Первоначально такие зажигалки были стационарными, работая от электрической розетки. Принцип действия основан на искровом разряде, возникающем на контактах при коммутации индуктивной нагрузки.
Цикличность действия обеспечивалась пружиной и электромагнитом. Контакт под действием пружины замыкал цепь, включая электромагнит, который размыкал контакт и обесточивал электромагнит; затем процесс повторялся.
Образующаяся серия искр позволяла поджечь газ в бытовом газовом оборудовании. Достоинством подобных зажигалок было надёжное и быстрое зажигание газа, простота и долговечность конструкции, отсутствие обслуживания.
Недостатки: зависимость от наличия электричества, высокий уровень радиопомех, опасность электротравматизма. В XXI веке начали появляться карманные зажигалки, работающие от аккумулятора. В дуговых зажигалках миниатюрная электронная схема генерирует высокое напряжение, достаточное для пробоя воздуха между электродами с мощностью, достаточной для поддержания миниатюрной электрической дуги.
Представляет собой импульсный преобразователь с повышающим электромагнитным или пьезоэлектрическим трансформатором.
В проволочных зажигалках кусочек нихромовой проволоки раскаляется до красного каления током от батареи, аналогично автомобильному прикуривателю. Температура нагревательного элемента и особенности конструкции таких зажигалок затрудняют поджиг паров огнеопасных газов и огнеопасных конструкционных материалов типа красок, дерева или пластика.
Потому они получили название беспламенных зажигалок и распространены в местах, где ограничено применение открытого огня. Дизайн зажигалки напрямую зависит от её назначения. Наибольшее распространение получили карманные и кухонные зажигалки. Иногда встречаются стационарные зажигалки. Кухонные зажигалки предназначены для розжига бытовых газовых приборов и каминов. Такие зажигалки имеют удлинённый носик, чтобы можно было подобраться к горелкам.
Карманные зажигалки имеют небольшие размеры, их легко переносить. Оформление совершенно любое, но ограничены размеры.
Дизайн таких зажигалок может быть любым. Существуют также специальные каминные зажигалки, при большой длине они имеют небольшую ширину и толщину, и даже зажигалки от известных брендов.
Не так давно появились сенсорные зажигалки, в которых зажигание газа происходит без механических воздействий, а путём воздействия на сенсорный датчик.
Иногда они становятся элементом интерьера. Существуют стационарные беспламенные зажигалки для курительных комнат опасных производств, домов престарелых. В последнее время всё большую популярность набирают так называемые рекламные зажигалки. Они представляют собой обычную карманную зажигалку с информацией, как правило, рекламного характера, наносимой с помощью шелкотрафаретной или тампонной печати.
Широко используются крупными сетями магазинов и гостинично-ресторанными компаниями для рекламы услуг и продвижения товаров. В ЕС и ряде штатов США приняты либо готовятся к принятию законодательные акты, воспрещающие оборот сувенирных зажигалок, выполненных в виде предметов, не являющихся зажигалками животных, героев мультфильмов, фонарей, фотоаппаратов и др.
Существуют международные и национальные требования к зажигалкам, направленные на безопасность обращения с ними. Например, для получения пламени оговариваются минимум двукратное действие пользователя с усилием не ниже 15 Ньютонов.
Некоторые региональные стандарты, например, европейский EN , оговаривают ограничения дизайна зажигалок чтобы они не были привлекательными для детей несознательного возраста.
Например, выполненных в виде предметов, не являющихся зажигалками животных, героев мультфильмов, фонарей, фотоаппаратов и др. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 1 июня ; проверки требуют 15 правок. В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема , иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 30 июня года.
Табак Бумага Фильтр Пачка [en]. Пепельница Мундштук Зажигалка Автомат [en] Урна [en]. Табакокурение Карточки [en] Курительный фетишизм. Борьба с курением Рамочная конвенция Контрабанда [en] Незаконная торговля [en] Единая упаковка [en] Запрет на курение в автомобилях [en] Соглашение Tobacco Master Settlement [en] Предупреждающие надписи [en] Табачная политика [en].
Марки [en] Добавки [en] Возраст курильщиков [en] Канцерогены [en] Страны по потреблению сигарет Запреты на курение [en]. Категория Commons. Категория : Зажигалки. Скрытые категории: Википедия:Статьи без ссылок на источники с июня года Википедия:Статьи без источников тип: не указан.
Пространства имён Статья Обсуждение. В других проектах Викисклад. Эта страница в последний раз была отредактирована 3 июля в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Подробнее см. Условия использования. Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Свяжитесь с нами Разработчики Заявление о куки Мобильная версия.
Небольшой обзор на две зажигалки для газовой плиты.
English Help. By continuing to browse, you consent to our use of cookies. You can read our Cookies Policy here. Девочку назвали Россией. Добро не забывается!
В общем разобрал зажигалку, достал пьезо элемент. Пробивает около 8мм Искра бьет страшная – оборудование работает. Причем.
Зажигалка пьезо-пистолет кухонная, блистер, JZDD-18
Зажигалка для газовой плиты представлена в большом ассортименте приспособлений. Они конструктивно отличаются, но их объединяет простота и практичность использования. По принципу действия различают электрические, газовые, электронные и зажигалки с пьезоэлементом. Весь механизм облачен в изящный пластмассовый корпус, железный конец имеет вытянутую форму, в виде стержня. Основана на замыкании цепи кнопкой на корпусе, электрическая искра между электродами проволокой воспламеняет газ конфорки плиты. Она исполнена в виде портативного прибора, работающего от сети. Зажигалка для газовой плиты этого типа работает по принципу подачи газа и пьезоэффекта.
Прибор выполнен в изящном корпусе, работает от встроенной емкости с газом. При нажатии кнопки на корпусе, сжимается пьезоэлемент, происходит возбуждение напряжения электрического тока и газ вступает в контакт с искрой. Электронная зажигалка импульсная функционирует по принципу взаимодействия дуги Тесла плазмы с огнем газовой горелки.
Зажигалки: личный огонь – Как работают зажигалки пьезо?
Искра через раз. Газ не зажигает. Внутри ничего нет кроме пьезоэлемента от обычной зажигалки. Корпус пластик оставляет желать лучшего, курок ненадежный, хлипкий и установлен изначально не правильно. При осмотре самого пьезоэлемента видна коррозия.
Войти или зарегистрироваться. Возникла такая идея создать компактный источник HV исходя из нескольких пьезоэлементов соединённых параллельно ибо стандартый пьезоэлемент от зажигалки выдаёт кВ.
Зажигалка для газовой плиты. Виды и работа. Особенности
Обычная пьезокерамическая пластинка не сможет выработать напряжения, достаточного для пробоя слоя воздуха в несколько мм и даже в 1 мм.
Поэтому пьезокристалл в зажигалках, да и не только в них, выполнен в виде столбика из большого числа пьезокристаллов, которые оказываются включенными последовательно, поэтому их напряжения складываются, достигая значений в несколько киловольт, что и дает возможность получить искру для поджигания газа. Пьезоэлемент – это кристалл кварца или сегнетовой соли. При нажатии на кнопку смещаются слои кристалла и образуется электродвижущая сила или электрический ток. Появляется искра и поджигает газ в зажигалке.
Пьезокерамические источники высокого напряжения
Зажигалка в зависимости от конструкции и используемого топлива может быть газовой , бензиновой или электрической. Первая газовая зажигалка, огниво Дёберейнера , была изобретена Иоганном Вольфгангом Дёберейнером в году. В ней химически получаемый водород каталитически поджигался на платине. Несмотря на взрывоопасность водорода и использование едкой кислоты, она производилась до года. Также существовали механические огнива , сделанные на основе оружейных кремневых замков.
На основе этих идей в году компания Cartier получила патент на зажигалку.
В Галамарте собран очень объемный каталог Зажигалка пьезо-пистолет кухонная, блистер, Выглядит не очень надежно, но все еще работает.
By Sasha00 , September 23, in Корзина. Привет народ! Попал ко мне в руки вот такой пьезоэлемент из зажигалки. Подскажите пожалуйста сколько вольт выдает такой элемент.
В общем разобрал зажигалку, достал пьезо элемент. Пробивает около 8мм воздушного зазора. Как думаете, годится ли такой разряд для проверки входов на стойкость к ESD? Ну хотя-бы в каком-то далёком приближении? Переживаю за то, что энергия разряда может оказаться больше. Судя по показаниям пальцемера – статика вроде бъет поменьше.
Дубликаты не найдены.
В пьезо зажигалках для осуществления поджога используется пьезоэлемент. Пьезоэлемент – это механизм в котором образуется искра от удара в пьезопластинку. Под действием удара в пьезопластинку возникает деформация пьезопластинки, на поверхности которой образуется электрический заряд, который мы видим в виде искры при нажатии кнопки зажигания на пьезо зажигалке.
В последние годы все чаще в продаже появляются пьезо зажигалки с дополнительными функциями. В зажигалки встраивают различные устройства, которые могут понадобится в различных ситуациях в быту. Если раньше в продаже имелись только зажигалки с открывалкой для пива в бутылках, то сейчас с легкостью можно преобрести зажигалки: с часами, с фонариком, с термометром, с компасом,с шариковой ручкой,с духами, и с другими дополнительными и полезными функциями. Самыми распрастранёнными в данный момент являются пьезо зажигалки с фонариком.
Устройство пьезозажигалки. Принцип поджигания, основанный на пьезоэффекте от греч. Это явление, открытое братьями Жаком и Пьером Кюри в г, заключается в том, что при сдавливании монокристаллов некоторых веществ на их гранях возникают электрические заряды.
Пьезозажигалка отличная замена спичкам
О насПокупателямБрендыОплатаДоставкаНовостиБиблиотекаКонтакты
—
Хозтовары, посуда, товары для уборки и дачи нового поколения
Вступить в клуб будущего
+7 (495) 249-32-32
пн-пт 9-21; сб-вс 9-19
Задать вопрос Слоне
Вход
Регистрация
ГлавнаяНовостиПьезозажигалка отличная замена спичкам
Спички на кухне остались в прошлом, им на смену пришли удобные и высокотехнологичные пьезожигалки.
Эргономичные ручки и длинные носики позволяют с легкостью поджечь газ на плите, в духовке, в камине, в мангале и др.
Пьезозажигалка – это универсальное устройство, что функционирует без кремня, необходимости дополнительной заправки или подзарядки, доступа к электросети. Они оснащаются износоустойчивыми кристаллами, срок службы которых измеряется десятилетиями. Пьезозажигалка станет отличным приобретением не только для квартиры, для загородного дома или дачи.
Модельный ряд пьезозажигалок предлагает купить газовую зажигалку в форме пистолета или классической модификации. Для сложных газовых устройств предлагаются пьезозажигалки с гибкой трубкой.
Каталог пьезозажигалок
Пьезозажигалка JZDD-25-R Универсальная зажигалка для безопасного воспламенения газа. Работает без использования кремния, батареек и зарядного устройства. Подходит для любых видов газовых колонок, духовых шкафов или барбекю. | ||
Зажигалка газовая Ecos GL-001B Универсальная газовая зажигалка, который вы сможете поджечь газовую плиту, барбекю, свечи или камин. Зажигалка имеет регулятор уровня пламени, многоразовую заправку сжиженным газом (пропан, бутан), блокировку кнопки поджига. Цвет синий. | ||
Зажигалка газовая т.м. Ecos GLF-002G Универсальная газовая зажигалка с гибкой трубкой подходит для безопасного поджига газовой плиты, барбекю, свеч, камина. Отличительные особенности: регулятор уровня пламени, многоразовая заправка сжиженным газом (пропан, бутан), блокировка кнопки поджига. Цвет зеленый. Размер 0,311×0,095×0,032 см. Заказать газовую зажигалку можно на нашем сайте. Это не займет у Вас более 1 минуты. |
Размер 0,3×0,07×0,045 см. Упаковка блистер. Заказать пьезозажигалку можно на нашем сайте. Это не займет у Вас более 1 минуты.
С уважением,
Команда интернет-проекта “SLONcom”
#Хозтовары и посуда в Cash&Carry будущего
– 20%
Приятнее париться в бане с нашими банными штучками, которые только сейчас со скидкой 20%!. Есть там и коврики, шапки, эфирные масла, веники, термометры.
12 октября 2022
New
В каталоге новинки: губка-ластик, универсальная швабра для уборки, щетки для пола с ручкой и без нее. Делайте уборку вместе с надежным инвентарем.
11 октября 2022
Сушилка представляет собой два нагревательных элемента, которые вставляются непосредственно в обувь. Процесс полного высушивания занимает 6-8 часов.
07 октября 2022
© 2013-2022 Cash@Carry “Хозтовары & Посуда”
Склад-магазин хозтоваров и посуды по оптовым ценам
Поиск товаровWeb-версии рассылокЗаказ хозтоваровOffline каталог, Том 1йДокументыСлонЯ – встречайте!География СлонИКонтактыПолитика конфиденциальностиКарта сайта
+7 (495) 249-32-32
г.
Москва, пос. Сосенское,
ул. Адмирала Корнилова,
д. 37/1, стр. 1
Написать нам
Что такое пьезоэлектрические генераторы — APC International
Пьезоэлектрическая керамика при механической активации давлением или вибрацией способна генерировать электрические напряжения, достаточные для искрового разряда через электродный зазор. Пьезоэлектрическая керамика часто используется в этом качестве для воспламенения источника топлива в зажигалках, газовых плитах и сварочном оборудовании. Кроме того, все, от кварцевых часов до компьютерных микрофонов, использует пьезокомпоненты и возникающий в результате пьезоэлектрический эффект для повышения их рабочих характеристик.
Типы пьезоэлектрических керамических генераторов
Пьезоэлектрические генераторы, иногда называемые PEG, представляют собой захватывающий прорыв в производстве электроэнергии. У них есть потенциал, чтобы помочь продвинуть идею беспроводных электронных устройств с автономным питанием в реальность.
Конечно, мы все еще далеки от того, чтобы использовать пьезогенератор в качестве основного источника энергии. Но когда дело доходит до очень стабильных и надежных источников питания, эксперты считают, что пьезогенераторы могут изменить то, как мы помогаем питать сегодня широко используемые и эффективные электронные устройства.
Однослойные пьезоэлектрические генераторы
Два распространенных применения пьезогенераторов — это кнопочные зажигалки и газовые грили-барбекю, которые многие из нас используют ежедневно. В этих приложениях нажатие кнопки заставляет подпружиненный молоток прикладывать механическую силу к однослойной пьезоэлектрической керамике в форме стержня. В результате пьезоэлектрического эффекта керамический элемент создает напряжение, которое проходит через небольшой искровой промежуток, вызывая воспламенение источника топлива.
Электрическая энергия в стержнеобразном однослойном пьезогенераторе высвобождается очень быстро, имеет очень высокое напряжение и очень малый ток.
Пьезоэлектрические системы зажигания компактны и просты, долговечны и требуют минимального обслуживания.
Многослойные пьезоэлектрические генераторы
Многослойные пьезогенераторы состоят из пакета очень тонкой (субмиллиметровой толщины) пьезоэлектрической керамики, чередующейся с электродами. Электрическая энергия, вырабатываемая многослойным пьезогенератором, имеет гораздо более низкое напряжение, чем вырабатываемая однослойным пьезогенератором. С другой стороны, ток, создаваемый многослойным генератором, значительно выше, чем ток, создаваемый однослойным пьезоэлектрическим генератором.
Поскольку многослойные пьезогенераторы не создают электромагнитных помех, они являются отличными твердотельными батареями для электронных схем.
Благодаря развитию микроэлектронных систем размеры многих бытовых устройств уменьшились. Электронные системы меньшего размера требуют меньше энергии для работы. В результате твердотельные многослойные пьезоэлектрические генераторы стали возможным источником энергии для некоторых приложений.
В настоящее время многослойные пьезогенераторы применяются в качестве источников энергии для боеприпасов и беспроводных датчиков, таких как датчики, контролирующие давление в шинах автомобилей.
Сбор пьезоэлектрической энергии
Однослойные и многослойные пьезогенераторы используются в приложениях, где батареи или постоянный электрический ток недоступны.
В последнее время сбор энергии с использованием пьезоэлектрического производства энергии стал предметом многих исследований. Хотя мы очень воодушевлены перспективами сбора энергии с помощью пьезоэлектрической керамики, у нас есть опасения по поводу использования пьезокерамики в крупномасштабном сборе энергии.
Пьезоэлектрическая керамика имеет ограниченную выходную мощность и, следовательно, потенциально недоступна по стоимости для использования в любых крупномасштабных приложениях по сбору энергии. С другой стороны, использование многослойных пьезогенераторов в небольших электронных устройствах с низким энергопотреблением предлагает реальную возможность для исследований.
Сбор энергии с помощью пьезоэлектрических датчиков
С существующими пьезоэлектрическими материалами уже можно собирать электричество и хранить его для последующего использования. Проблема не в том, чтобы вырабатывать электричество, а в том, чтобы вырабатывать его достаточно. Из-за относительно низкой выходной мощности материалов PZT до возможности генерировать и хранить достаточно энергии с использованием этой технологии для питания машины, автомобиля или любого другого крупного энергоемкого устройства еще далеко.
Много внимания было уделено идее пешеходных дорожек, лестниц и дорог, которые включают в себя пьезоэлектрические материалы, которые используют электричество, вырабатываемое для хранения, но технологию трудно масштабировать для производства достаточного количества энергии.
Однако исследования продолжаются, и усовершенствования пьезоэлектрических материалов, а также усиление выходной энергии дали небольшой, но положительный результат.
Хотя они, возможно, никогда не смогут генерировать значительное количество энергии, способность превращать механическую энергию в электрическую будет продолжать расширять привлекательность пьезоэлектрических материалов и использования пьезодатчиков. Благодаря надежности и точности продуктов, в которых используются наши пьезоэлектрические материалы, они будут оставаться неотъемлемой частью производства и энергосбережения в самых разных отраслях.
Пьезоэлектрическая технология сбора урожая
В автомобильной и авиационной промышленности стоит использовать любую возможность для экономии энергии. Основное внимание уделяется не обязательно поиску революционно нового источника топлива, а поиску дополнительной экономии во всех системах и подсистемах. Именно здесь пьезоэлектрические материалы будут продолжать играть важную роль с точки зрения сбора и использования энергии. Если материал PZT может генерировать достаточно энергии, например, для работы датчика, элемента управления или освещения, ему не нужно потреблять энергию от основного источника питания.
Один-единственный пьезоэлектрический преобразователь может не давать заметной экономии энергии или топлива, но по мере того, как мы начинаем их умножать, мы начинаем видеть чистый выигрыш.
APC International, Ltd. – Ваш ведущий поставщик пьезоэлектрических генераторов
Ключом к достижениям в области пьезоэлектрических технологий являются такие материалы, как наша изготовленная на заказ пьезоэлектрическая керамика. Мы можем оптимизировать их для вашего приложения для повышения чувствительности, стабильности и надежности. Это захватывающее время для бизнеса пьезоэлектрической керамики, поскольку мы видим больший толчок к интеллектуальному и экономичному производству электроэнергии. APC International продолжит исследования и производство передовых пьезоэлектрических продуктов, позволяющих постоянно улучшать производительность и качество преобразователей, сенсоров и другого оборудования.
Независимо от того, нужна ли вам помощь в разработке прототипа однослойного пьезогенератора или в производстве полной линейки многослойных пьезогенераторов, мы можем вам помочь.
Наши пьезоизделия уже используются в следующих отраслях:
- Товары народного потребления
- Промышленные установки
- Оборона
- Безопасность
- Изделия медицинские, включая ультразвуковое оборудование
- Инженерные приложения
- Автомобилестроение
- Аэрокосмическая отрасль
- Исследования и разработки
Кроме того, наши производственные возможности обширны. От проектирования и механической обработки до индивидуальной гальваники и испытаний, у нас есть возможность производить и поставлять широкий спектр пьезоэлектрических устройств своевременно и с минимальными затратами. Пьезоэлектрическая керамика: принципы и применение.
Для получения более подробной информации о применении пьезоэлектрических генераторов и пьезокерамических элементов закажите нашу книгу:
Чтобы узнать больше о нашем широком ассортименте пьезоэлектрической керамики и сопутствующих услугах, свяжитесь с нами в ближайшее время.
Позвоните (570) 726-6961, чтобы поговорить с одним из наших представителей.
Пьезоэлектрическая керамика: принципы и применение
Пьезоэлектрический эффект — пьезоэлектрические двигатели и системы движения
Что такое пьезоэлектрический эффект?
Пьезоэлектрический эффект — это способность некоторых материалов генерировать электрический заряд в ответ на приложенное механическое напряжение. Слово пьезоэлектрический происходит от греческого piezein, что означает сжимать или давить, и piezo, что в переводе с греческого означает «толкать».
Одной из уникальных характеристик пьезоэлектрического эффекта является то, что он обратим, а это означает, что материалы, демонстрирующие прямой пьезоэлектрический эффект (генерация электричества при приложении напряжения), также демонстрируют обратный пьезоэлектрический эффект (генерирование напряжения при воздействии электрического поля). применены).
Когда пьезоэлектрический материал подвергается механическому воздействию, происходит смещение центров положительного и отрицательного заряда в материале, в результате чего возникает внешнее электрическое поле.
При реверсировании внешнее электрическое поле либо растягивает, либо сжимает пьезоэлектрический материал.
Пьезоэлектрический эффект очень полезен во многих приложениях, связанных с производством и обнаружением звука, генерацией высоких напряжений, генерацией электронных частот, микровесами и сверхточной фокусировкой оптических сборок. Он также является основой ряда научных инструментальных методов с атомарным разрешением, таких как сканирующие зондовые микроскопы (СТМ, АСМ и т. д.). Пьезоэлектрический эффект также находит применение и в более приземленных приложениях, например, в качестве источника воспламенения для зажигалок.
История пьезоэлектрического эффекта
Прямой пьезоэлектрический эффект был впервые обнаружен в 1880 году братьями Пьером и Жаком Кюри. Объединив свои знания в области пироэлектричества с пониманием структуры и поведения кристаллов, братья Кюри продемонстрировали первый пьезоэлектрический эффект, используя кристаллы турмалина, кварца, топаза, тростникового сахара и сегнетовой соли.
Их первоначальная демонстрация показала, что кварц и сегнетовая соль в то время проявляли наибольшую пьезоэлектрическую способность.
В течение следующих нескольких десятилетий пьезоэлектричество оставалось в лаборатории, над чем нужно было экспериментировать, поскольку было предпринято больше работ по изучению огромного потенциала пьезоэлектрического эффекта. Начало Первой мировой войны ознаменовало появление первого практического применения пьезоэлектрических устройств — гидролокатора. Это первоначальное использование пьезоэлектричества в гидролокаторе вызвало интенсивный международный интерес к пьезоэлектрическим устройствам. В течение следующих нескольких десятилетий были исследованы и разработаны новые пьезоэлектрические материалы и новые приложения для этих материалов.
Во время Второй мировой войны исследовательские группы в США, России и Японии открыли новый класс искусственных материалов, называемых сегнетоэлектриками, пьезоэлектрические константы которых во много раз превышают природные пьезоэлектрические материалы.
Хотя кристаллы кварца были первым коммерчески используемым пьезоэлектрическим материалом и до сих пор используются в приложениях обнаружения гидролокаторов, ученые продолжали поиск материалов с более высокими характеристиками. Эти интенсивные исследования привели к разработке титаната бария и титаната цирконата свинца, двух материалов, которые обладали очень специфическими свойствами, подходящими для конкретных применений.
Пьезоэлектрические материалы
Существует множество материалов, как природных, так и искусственных, которые проявляют ряд пьезоэлектрических эффектов. Некоторые встречающиеся в природе пьезоэлектрические материалы включают берлинит (структурно идентичный кварцу), тростниковый сахар, кварц, сегнетовую соль, топаз, турмалин и кость (сухая кость проявляет некоторые пьезоэлектрические свойства из-за кристаллов апатита, и обычно считается, что пьезоэлектрический эффект действует в качестве датчика биологической силы). Пример искусственных пьезоэлектрических материалов включает титанат бария и цирконат-титанат свинца.
В последние годы в связи с растущим беспокойством по поводу токсичности свинецсодержащих устройств и директивой RoHS, которой следуют в Европейском Союзе, в последнее время предпринимаются усилия по разработке бессвинцовых пьезоэлектрических материалов. На сегодняшний день эта инициатива по разработке новых бессвинцовых пьезоэлектрических материалов привела к появлению множества новых пьезоэлектрических материалов, более безопасных для окружающей среды.
Области применения, наиболее подходящие для пьезоэлектрического эффекта
Благодаря своим характеристикам пьезоэлектрические материалы имеют множество применений
, которые выигрывают от их использования:
Источники высокого напряжения и энергии
Примером применения в этой области является электрическая зажигалка, в которой нажатие кнопки заставляет подпружиненный молоток ударять по пьезоэлектрическому кристаллу, тем самым производя достаточно высокий напряжение, при котором электрический ток протекает через небольшой разрядник, нагревая и воспламеняя газ.
Большинство типов газовых горелок и плит имеют встроенную пьезосистему впрыска.
Датчики
Принцип работы пьезоэлектрического датчика заключается в том, что физическая величина, преобразованная в силу, действует на две противоположные стороны чувствительного элемента. Обнаружение изменений давления в форме звука является наиболее распространенным применением датчика, которое можно увидеть в пьезоэлектрических микрофонах и пьезоэлектрических звукоснимателях для гитар с электрическим усилением. Пьезоэлектрические датчики, в частности, используются с высокочастотным звуком в ультразвуковых преобразователях для медицинской визуализации и промышленного неразрушающего контроля.
Пьезоэлектрические двигатели
Поскольку очень высокие напряжения соответствуют лишь незначительным изменениям ширины кристалла, этой шириной кристалла можно управлять с точностью выше микрометра, что делает пьезокристаллы важным инструментом для позиционирования объектов с предельной точностью, что делает они идеально подходят для использования в двигателях, таких как различные серии двигателей, предлагаемые Nanomotion.
Что касается пьезоэлектрических двигателей, пьезоэлектрический элемент получает электрический импульс, а затем прикладывает направленную силу к противоположной керамической пластине, заставляя ее двигаться в нужном направлении. Движение создается, когда пьезоэлектрический элемент перемещается относительно статической платформы (например, керамических полосок).
Характеристики пьезоэлектрических материалов обеспечили совершенную технологию, на основе которой Nanomotion разработала различные линейки уникальных пьезоэлектрических двигателей. Используя запатентованную пьезоэлектрическую технологию, компания Nanomotion разработала различные серии двигателей размером от одноэлементного (обеспечивающего усилие 0,4 кг) до восьмиэлементного двигателя (обеспечивающего усилие 3,2 кг). Двигатели Nanomotion способны приводить в движение как линейные, так и поворотные ступени, имеют широкий динамический диапазон скоростей от нескольких микрон в секунду до 250 мм/с и могут легко устанавливаться на традиционные ступени с низким коэффициентом трения или другие устройства.
