Что такое пьезогенераторы и как они работают. Какие бывают типы пьезогенераторов. Где применяются пьезогенераторы в современной технике. Каковы перспективы развития технологий пьезогенерации энергии.
Принцип работы пьезоэлектрических генераторов
Пьезоэлектрические генераторы (пьезогенераторы) — это устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую, используя пьезоэлектрический эффект. Как работают такие генераторы?
В основе их работы лежит прямой пьезоэлектрический эффект — явление возникновения электрической поляризации в некоторых диэлектриках (пьезоэлектриках) при их механической деформации. При сжатии или растяжении пьезоэлектрика на его поверхности появляются электрические заряды.
Ключевым элементом пьезогенератора является пьезоэлектрический материал, чаще всего специальная керамика. При воздействии на нее механических нагрузок (давления, вибрации) в ней возникает электрическое напряжение, которое можно использовать для питания различных устройств.
Основные типы пьезоэлектрических генераторов
Существует несколько основных типов пьезогенераторов:
- Однослойные пьезогенераторы — состоят из одного пьезоэлемента, обычно в форме стержня или пластины
- Многослойные пьезогенераторы — содержат пакет из тонких пьезокерамических слоев
- Биморфные пьезогенераторы — включают две склеенные пьезопластины
- Пьезогенераторы на основе пьезополимеров
Чем отличаются эти типы пьезогенераторов? Однослойные генераторы проще по конструкции, но выдают высокое напряжение при малом токе. Многослойные генераторы позволяют получить более низкое напряжение, но больший ток. Биморфные генераторы эффективны при работе на изгиб.
Применение пьезогенераторов в современных устройствах
Где сегодня можно встретить пьезогенераторы? Основные области их применения:
- Системы зажигания (зажигалки, газовые плиты)
- Датчики давления, ускорения, вибрации
- Генераторы ультразвука
- Микрофоны и звукосниматели
- Пьезоэлектрические трансформаторы
- Системы сбора энергии вибраций
Одно из самых распространенных применений — пьезоэлектрические зажигалки. При нажатии кнопки пьезоэлемент деформируется и генерирует высоковольтный импульс для создания искры. В датчиках пьезогенераторы преобразуют механические воздействия в электрические сигналы.
Преимущества и недостатки пьезогенераторов
Какие достоинства и ограничения имеют пьезогенераторы? Рассмотрим основные плюсы и минусы:
Преимущества:
- Простота конструкции
- Высокий КПД преобразования энергии
- Отсутствие движущихся частей
- Миниатюрные размеры
- Возможность получения высоких напряжений
Недостатки:
- Низкая выходная мощность
- Высокое внутреннее сопротивление
- Хрупкость пьезокерамики
- Зависимость от температуры
Главное ограничение — малая выходная мощность, что затрудняет использование в энергоемких устройствах. Однако для маломощных электронных систем пьезогенераторы весьма перспективны.
Перспективы развития пьезогенераторов
Какие направления развития пьезогенераторов наиболее перспективны? Исследования ведутся в следующих областях:
- Создание новых высокоэффективных пьезоматериалов
- Разработка гибких пьезогенераторов на основе полимеров
- Интеграция пьезогенераторов в одежду и обувь
- Применение в имплантируемых медицинских устройствах
- Создание пьезоэлектрических дорожных покрытий
Одно из наиболее перспективных направлений — использование пьезогенераторов для сбора энергии окружающих вибраций. Это позволит создавать автономные беспроводные датчики и электронные устройства, не требующие замены батарей.
Пьезогенераторы в системах сбора энергии
Как пьезогенераторы могут помочь в решении проблемы энергоснабжения автономных устройств? Технология пьезоэлектрического сбора энергии (energy harvesting) позволяет преобразовывать механическую энергию окружающей среды в электричество.
Основные источники энергии для пьезогенераторов:
- Вибрации промышленного оборудования
- Колебания транспортных средств
- Движение человеческого тела
- Акустические волны
- Потоки жидкости и газа
Собранная энергия может использоваться для питания беспроводных датчиков, носимой электроники и других маломощных устройств. Это позволит создавать полностью автономные системы, не требующие подключения к электросети или замены батарей.
Конструкция и особенности работы многослойных пьезогенераторов
Многослойные пьезогенераторы имеют ряд преимуществ по сравнению с однослойными. Как устроены такие генераторы и в чем их особенности?
Конструкция многослойного пьезогенератора включает:
- Пакет тонких пьезокерамических пластин (толщиной менее 1 мм)
- Чередующиеся слои электродов
- Внешние контактные площадки
- Защитный корпус
При механическом воздействии пьезослои деформируются, создавая электрическое напряжение. Благодаря параллельному соединению слоев удается получить более низкое выходное напряжение и больший ток по сравнению с однослойными генераторами. Это упрощает согласование с электронными схемами.
Применение пьезогенераторов в военной технике
Пьезогенераторы нашли применение и в военной сфере. Для каких целей они используются в оборонной промышленности?
Основные области применения:
- Взрыватели боеприпасов
- Системы инициирования взрывчатых веществ
- Датчики ударных и взрывных воздействий
- Системы питания автономных датчиков
- Генераторы высоковольтных импульсов
В взрывателях снарядов пьезогенератор при ударе создает электрический импульс для подрыва заряда. В системах мониторинга пьезодатчики позволяют отслеживать вибрации и удары. Малые размеры и автономность делают пьезогенераторы перспективными для питания военной электроники.
Пьезогенератор в устройстве структурного мониторинга водопроводных сетей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Пьезогенератор в устройстве структурного мониторинга водопроводных сетей
В.А. Зибров, С.А. Тряпичкин, О.В. Соколовская
Отсутствие локальных средств и устройств структурного мониторинга водопроводных сетей выявило большой интерес к разработке контрольно-измерительной аппаратуры. Водохозяйственная инфраструктура не использовала технику дистанционного мониторинга, поэтому во многих водных коммуникациях нет доступа к системе электроснабжения. Причем в тех коммуникациях, где силовые кабели, расположены близко к водопроводным магистралям, также нет возможности применения данных сетей для питания устройства структурного мониторинга.
Основными источниками питания средств дистанционного мониторинга являются батареи. Однако батареи имеют относительно ограниченную продолжительность жизни и представляют определенную опасность при размещении в кабельных колодцах при условиях подтопления или затопления.
Кроме того, стоимость частых замен батарей влечет за собой удорожание системы мониторинга.
Поэтому возникает необходимость отбора энергии от водопроводной системы, либо в полном объеме, либо частично, подавая электропитание на оборудование системы мониторинга в локальные периоды времени.
Обзор литературных источников позволил выявить беспроволочные чувствительные элементы позволяющие проводить отбор электроэнергии от водных систем энергоснабжения. Пьезоэлектрический эффект, примененный в закрытой системе водоснабжения, выявлен как возможный механизм для отбора энергии от водного потока [1, 2, 6, 7, 8].
В статье рассмотрено устройство для отбора энергии в системах водоснабжения на основе пьезокерамического элемента (ПКЭ),
погруженного в водный поток. Водный поток, контактируя с ПКЭ, вызывает его колебания и появление потенциала на пластинах ПКЭ.
Следует уточнить, что низкая электромеханическая связь (низкая демпфирующая сила от электрической стороны до механической стороны) для большинства ПКЭ является ограничивающим фактором мощной генерации.
— модуль упругости, для случая, когда электрическое
поле в кристалле отсутствует.
Расчеты показали, что при скорости воды в водопроводной трубе 2м/с, частоте колебаний 105Гц ПКЭ длиной 50мм выделяется мощность 9мВт. Для изучения принципа работы и характеристик электрогенератора на базе ПКЭ была разработана схема устройства и проведено моделирование его работы в среде ОгСаё РБрюе [3]. На рис. 3 приведена схема пьезогенератора.
2
Рис. 3. — Схема пьезогенератора Мостовая схема, реализована на транзисторах VT1-VT4, а схема синхронного выпрямления на транзисторах VT5, VT6. Источник тока, сопротивление R1 и конденсатор C1 описывают электрическую модель пьезогенератора. Емкость ПКЭ марки KPSG-100 50 нФ. Частота источника тока 105 Гц амплитуда колебаний 122 мкА. Оптимальное сопротивление нагрузки пьезогенератора 30,3 кОм. Применение полевых транзисторов в качестве ключей в схемах выпрямления из-за более низкого сопротивления в открытом состоянии (от 0,01 Ом и ниже) предпочтительнее, чем применение диодов, так как позволяет повысить КПД устройства.
Форма выходного напряжения и мощности, после синхронного выпрямления представлена на рис. 4 и 5.
Рис. 4. — Напряжение, отдаваемое в нагрузку
Рис. 5. — Мощность, отдаваемая в нагрузку
НАЧАЛО
]
Настройка периферии МК
2
Установка условия срабатывания прерывания
(ЛС1Ы:АС1К0= 10)
3
Разрешение прерывания компаратора (ЛС1Е= I)
Рис. 6. — Основной цикл работы программы
Рис. 7. — Обработчик прерывания компаратора
Основной цикл программы и обработчик прерывания компаратора приведены на рис. 6 и 7. При инициализации контроллера (рис. 6.) происходит первичная настройка периферии, включающая настройку компаратора. Затем ставиться условие срабатывания прерывания. Если после разрешения прерывания компаратора на AN1 приходит передний фронт (рис. 7.) положительного импульса, то прерывание срабатывает. Следующее срабатывание прерывания происходит по заднему фронту положительного импульса, при каждом срабатывании прерывания происходит инвертирование битов управления драйверами.
Программная реализация проводилась в среде IAR Embedded Workbench for AVR на языке Си. Использование встроенных в среду разработки средств и библиотек позволило уменьшить размер исходного кода, что упрощает модернизацию устройства и увеличивает переносимость кода. В качестве основного фактора при реализации программной части было выбрано относительное быстродействие, которое было достигнуто за счет выбора соответствующих настроек компилятора и ручной оптимизации программного кода. В качестве признака изменения фазы был выбран переход через пороговое значение на входе АЦП. Переход через пороговое значение является оптимальным критерием, тогда как признак нарастания или спада напряжения может не работать при наличии сильных помех.
Полученные результаты дают основание полагать, что применение пьезоэлектрического генератора для питания устройств мониторинга системы водоснабжения является перспективным и технически реализуемым направлением при невозможности применения иных устройств электропитания.
Литература:
1. P.D. Mitcheson, T.C. Green, E.M. Yeatman, and A.S. Holmes. Architectures for vibration-driven micropower generators. Microelectromechanical Systems, Journal of, 13(3): 429-440, 2004.
2. Elie Lefeuvre Daniel Guyomar, Christophe Magnet and Claude Richard. Nonlinear processing of the output voltage of a piezoelectric transformer. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, 53(7): 13621375, 2006.
3. Сапронов А.А., Зибров В.А., Занина И.А., Соколовская О.В., Тряпичкин С.А. Пьезоэлектрический генератор в устройстве мониторинга водопровода [Текст] // Энергосбережение и водоподготовка, 2012. — №5(79). — С.42-44.
4. Сапронов, А.А., Зибров, В.А. Электродинамическое моделирование пьезоэлектрического датчика для мониторинга магистральных водопроводных сетей [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, — №4 (часть 2). — Режим доступа:, http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1431(доступ свободный) -Загл. с экрана.
— Яз. рус.
5. Сапронов, А.А., Зибров, В.А., Тряпичкин, С.А. Распределение акустической волны в подземном трубопроводе [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, — №4 (часть 2). — Режим доступа:, http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1458 (доступ свободный) -Загл. с экрана. — Яз. рус.
6. Зибров, В.А., Воробьев, С.В. Пьезоэлектрический преобразователь с системой защиты от помех [Текст] // Глобальный научный потенциал. Сборник материалов 5-ой междунар. науч.-практич. конф. — Тамбов: «ТАМБОВПРИНТ», 2009. — С.68-70.
7. Сапронов, А.А., Зибров, В.А., Занина, И.А., Соколовская, О.В., Тряпичкин, С.А. Применение пьезогенератора в устройстве мониторинга системы водоснабжения [Текст] // Бытовая техника, технология и технологическое оборудование предприятий ЖКХ, сервиса и машиностроения: юбилейный междунар. сб. науч. трудов. — Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2013. — С.79-82.
8. Сапронов, А.А., Зибров, В.А., Занина, И.А., Соколовская, О.В., Тряпичкин, С. А. Пьезоэлектрический генератор в устройстве мониторинга водопровода [Текст] // Энергосбережение и водоподготовка.
— М.: Издательский дом «Граница», 2012. — №5(79). — С.42-44.
9. Зибров, В. А. Пьезоэлектрический генератор в комплексе дистанционного мониторинга системы водоснабжения [Текст] // Проблемы исследования и проектирования машин: сборник статей VII Международной научно-технической конференции. — Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. — С.27-30.
10. Зибров, В. А. Ультразвуковая технология мониторинга продуктопровода [Текст] // Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2011». -Одесса: Черноморье, 2011. — Вып. 4. — т.9. — С.61-65.
Пьезогенератор взрывателя
Полезная модель относится к области военной техники, конкретно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных кумулятивных снарядов. Сущность предлагаемого решения заключается в том, что пьезогенератор взрывателя содержит пьезоэлемент из цирконата-титаната свинца, опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и ударник из сплава АМг6, прижатый к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус.
При встрече с преградой (целью) происходит сжатие пьезоэлемента между контактом и ударником, в результате чего возникает разность потенциалов на электродах пьезоэлемента, которая подается на подрыв искрового электрического детонатора в детонационной части взрывателя. В момент раскрытия оперения после вылета снаряда из ствола пушки под действием силы инерции гайка давит на ударник, вызывая разность потенциалов (помеху) на электродах пьезоэлемента. Вследствие того, что ударник выполнен из сплава АМг6, гайка врезается в ударник. Это демпфирует усилие сжатия пьезоэлемента и снижает выходное напряжение пьезогенератора ниже уровня срабатывания искрового электродетонатора. Техническим результатом является расширение возможности изготовления пьезогенератора за счет использования выпускаемого более технологичного пьезоэлемента из цирконата-титаната свинца и ударника, выполненного из сплава АМг6, прижатого к пьезоэлементу с установленным осевым давлением, что обеспечивает помехоустойчивость взрывателя при раскрытии оперения снаряда.
Одновременно сокращается отход пьезоэлементов при изгоиовлении пьезогенераторов.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.
Настоящая полезная модель относится к области военной техники, а именно к пьезоэлектрическим взрывателям бронебойных оперенных снарядов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.
Применение бронебойных кумулятивных невращающихся артиллерийских снарядов для поражения различных бронированных целей связано со стабилизацией их положения в полете с помощью оперения. Оперение раскрывается при вылете снаряда из ствола пушки. При этом в кумулятивных снарядах используются надежные пьезоэлектрические взрыватели мгновенного действия.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является головодонный взрыватель В-15 (Головодонный взрыватель В-15. Описание устройства и действия. Воениздат МО СССР, Москва — 1966).
В состав взрывателя В-15 входит пьезогенератор, располагающийся в головной части снаряда. Пьезогенератор взрывателя В-15 содержит пьезоэлемент из титаната бария марки ТБ-1 (по ГОСТ В 16437-86 «Элементы пьезокерамические для взрывателей и взрывательных устройств»), опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и стальной ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус.
Сверху пьезогенератор закрыт предохранительным колпаком. При встрече с преградой удар через поджимную гайку и ударник передается на пьезоэлемент, который при сжатии вырабатывает электрический высоковольтный импульс для срабатывания искрового электродетонатора.
Недостатком данного технического решения является применение пьезоэлемента из титаната бария с малым значением пьезомодуля, ограниченным сверху, в то время как при производстве пьезомодуль ограничен снизу (не менее 133*10-12 Кл/Н). При отборе пьезоэлементов из титаната бария по верхнему значению пьезомодуля 200*10-12 Кл/Н до 60% элементов непригодны для использования в данном пьезогенераторе. Ограничение пьезомодуля по верхнему значению, т.е. ограничение чувствительности пьезогенератора к удару, связано с тем, что при раскрытии оперения корпус снаряда испытывает динамический удар, который передается на пьезогенератор и может вызвать ложное срабатывание взрывателя. Кроме того, производство элементов из из титаната бария прекращено в связи с утратой технологии.
В настоящее время пьезоэлементы для взрывателей изготовляются только из цирконата-титаната свинца (ЦТС-19) с пьезомодулем не менее 270*10-12 Кл/Н; использовать эти пьезоэлементы в пьезогенераторе описанной конструкции невозможно. Известен способ повышения помехоустойчивости пьезогенератора за счет демпфирования контактного давления на пьезоэлемент с применением пластичных неметаллических материалов (резины, сукна), обернутых фольгой по патенту РФ на полезную модель 77039 класс F42C 11/02. Такое решение требует больших габаритов взрывателя и для надежности действия применения нескольких пьезоэлементов. Испытания показали, что реакция такой системы носит при малых нагрузках колебательный характер с достаточно большими выбросами напряжения и может привести к ложному срабатыванию детонатора.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании конструкции пьезогенератора взрывателя, свободной от указанных недостатков, присущих техническому решению, представляющему известный уровень техники.
Данная задача решается за счет того, что в пьезогенератор взрывателя, содержащий пьезоэлемент и ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус, устанавливается пьезоэлемент из цирконата-титаната свинца, при этом для снижения чувствительности пьезогенератора к удару до необходимого уровня ударник выполнен из сплава АМг6 и прижат к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа по всей поверхности, устраняющим возникновение сигналов помех («дребезг») пьезогенератора в момент раскрытия оперения.
Техническим результатом полезной модели является расширение возможности изготовления пьезогенератора за счет использования выпускаемого более технологичного пьезоэлемента из цирконата-титаната свинца и ударника, выполненного из сплава АМг6 и прижатого к пьезоэлементу с установленным осевым давлением. Одновременно сокращается отход пьезоэлементов при изготовлении пьезогенераторов.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Полезная модель иллюстрируется описанием и примером практического использования.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид пьезогенератора.
Пьезогенератор состоит из корпуса 4, контакта 5, запрессованного в трубку 2, изолированных от корпуса пластмассой 6, пьезоэлемента 7 из цирконата-титаната свинца, ударника 8 из сплава АМг6, поджимной гайки 9, колпака 10, пластикатовой прокладки 3 и контактной пружины 1. При сборке пьезогенератора гайка 9 закручивается с моментом, обеспечивающим осевое давление 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Прокладка 3 обеспечивает герметичность при монтаже пьезогенератора в снаряд. Корпус 4 и контактная пружина 1 являются выводами пьезогенератора.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Работа пьезогенератора происходит следующим образом.
При встрече с преградой (целью) происходит деформация колпака 10 и сжатие пьезоэлемента 7 между контактом 5 и ударником 8, в результате чего возникает разность потенциалов на электродах пьезоэлемента 7, которая подается на искровой электрический детонатор в детонационной части взрывателя.
В момент раскрытия оперения после вылета снаряда из ствола пушки смятия колпака 10 не происходит, но под действием силы инерции гайка 9 давит на ударник 8, вызывая разность потенциалов (помеху) на электродах пьезоэлемента 7, которая могла бы вызвать срабатывание искрового электродетонатора. Вследствие того, что ударник выполнен из сплава АМг6, гайка 9 врезается в ударник. Это демпфирует усилие сжатия пьезоэлемента 7 и снижает выходное напряжение пьезогенератора ниже уровня срабатывания искрового электродетонатора. Устойчивая работа пьезогенератора в описанном режиме обеспечивается только при создании первоначального осевого давления в 9-10 МПа по всей поверхности пьезоэлемента. Испытания опытных партий подтвердили работоспособность пьезогенератора, предложенной конструкции.
Пьезогенератор взрывателя бронебойных оперённых снарядов, характеризующийся тем, что содержит пьезоэлемент, опирающийся на контакт, запрессованный через изоляцию в металлический корпус, и ударник, прижатый к пьезоэлементу поджимной гайкой, навинчиваемой на корпус, при этом пьезоэлемент изготовлен из цирконата-титаната свинца, а ударник из сплава АМг6 поджат к пьезоэлементу с осевым давлением 9-10 МПа для снижения напряжения помехи при раскрытии оперения снаряда.
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.
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
Пьезокерамический генератор 38 В — SMGE79W18T15V40 — STEMINC
Категории
- ПЬЕЗО-ДИСК
- ПЬЕЗО КОЛЬЦО
- ПЬЕЗО ПЛАСТИНА
- БЕССВИНЦОВЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
- РЕЖИМ СДВИГ ПЬЕЗО
- ПЬЕЗОБЛОК
- ПЬЕЗОЦИЛИНДР
- ПЬЕЗО УНИМОРФ
- ПЬЕЗО БИМОРФ
- СТЕКОВЫЕ ПЬЕЗОАКТУАТОРЫ
- БОЛТ ЗАЖИМНЫЙ ЛАНЖЕВЕН
- УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР
- ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ВОЗДУХА
- МНОГОСЛОЙНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
- ОДНОСЛОЙНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
- ПЬЕЗОДИАФРАГМА
- ПЬЕЗО-МАССАЖ
- ГЕНЕРАЦИЯ ТУМАНА
- МНОГОСЛОЙНЫЙ ПЬЕЗО-ДИНАМИК
- ПЬЕЗО-ВЕНТИЛЯТОР
- УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ПОТОКА
- ПЬЕЗОКОНДЕНСАТОР
- ПЬЕЗО-ПОЛУШАРИЯ
- ПОВЕРХНОСТНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ВОЛНА
- ПЬЕЗО РАЗНОЕ
- —
- Дом /
- ПЬЕЗО БИМОРФ /
- Пьезокерамический генератор 79x18x1,5 мм
SMGE79W18T15V40 — 1 шт.
/компл.
Номер детали производителя: СМГЭ79В18Т15В40
Доступность: 466 в наличии
25,48 долларов США
Перевозки: $73,98
Доставка каждой дополнительной единицы: $0.00
/1 шт. в комплекте
Состояние:
Новый
Номер детали: SMGE79W18T15V40
Пьезоэлектрический керамический биморфный генератор, который можно использовать в приложениях, где присутствует изгибающая сила.
Генерирует 40 В при отклонении на 1 мм.
Биморф может отклоняться только на 1 мм. Более того, керамика на нем даст микротрещины и сделает биморф либо бесполезным, либо с ОЧЕНЬ низкой производительностью.
