+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Принцип работы пьезоэлемента


Пьезоэлектричество 11В - Принцип работы

Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

ПРИНЦИП РАБОТЫ

На фиг.1 изображен схематически пьезоэлектрический генератор постоянного тока с одним элементом; на фиг.2 - то же с несколькими пьезоэлементами.

Генератор (фиг. 1) имеет ротор 1 с деформирующими роликами 2, биморфный дисковый пьезоэлемент 3, закрепленный с помощью полого штыря 4 на статоре 5. Знаками "+" и "-" на фигурах показано направление поляризации пластин пьезоэлемента. В креплении пьезоэлемента 3 имеются изолирующие шайбы 6, по краю диска пьезоэлемента 3 закреплена гибкая изолирующая прокладка 7, которая, как уже указано выше, может быть выполнена в виде герметизирующей мембраны. В многоэлементном варианте генератора (фиг. 2) пьезоэлементы закреплены на штыре и отделены друг от друга изолирующими шайбами 6, по краю каждого элемента закреплены гибкие прокладки 7. При вращении ротора 1 от внешнего источника механической энергии ролики 2, которые установлены относительно дисковых пьезоэлементов таким образом, что обеспечивается их деформация, прокатываются по прокладке 7. При деформации пьезоэлемента на электродах вследствие прямого пьезоэффекта возникают заряды, при этом на внешних электродах пьезоэлемента - заряды противоположного знака, которые составляют разности потенциалов. При вращении ротора и круговой деформации пьезоэлемента на электродах возникает постоянная разность потенциалов, соответствующая величине деформации. Ролики 2 прокатываются по поверхности гибкой прокладки 7. В генераторе могут быть получены два уровня напряжения:

·               между внешними электродами;

·               между одним из внешних электродов и средним электродом пьезоэлемента, потенциал которого равен нулю.

В одноэлементном генераторе и в многоэлементном прокладка 7 первого элемента имеет функции защиты электрода пьезоэлемента от воздействия со стороны деформирующих роликов 2, изоляции электрода от замыкания через ролики и благодаря гибкости уменьшения потерь энергии на деформацию. Прокладки второго и других элементов в многоэлементном генераторе имеют функции изоляции электродов соседних элементов и передачи деформирующего усилия без существенного, благодаря гибкости прокладки, увеличения потерь мощности на ее деформацию. Электроды разных пьезоэлементов можно соединять в электрическую цепь последовательно и параллельно, получая различные уровни генерируемого напряжения. Благодаря закреплению пьезоэлементов 3 с возможностью поворота в значительной степени компенсируется синфазная составляющая генерируемого напряжения. Возможность осуществления изобретения подтверждается макетированием с применением дискового диморфного элемента, склеенного из двух пьезокерамических пластин толщиной 0,3 мм, диаметром 65 мм на металлической подложке. Практически осуществимо изготовление дисковых пьезоэлементов для изготовления генератора большой мощности. Проведены проектные работы по созданию многоэлементного генератора для ветроэнергетической силовой установки.

Тематические статьи по фотонике

Выбор пьезоэлементов: принцип работы и свойства

Устройства на основе цирконат-титаната свинца (ЦТС) способны осуществлять управление механическими компонентами с высокой точностью, такими как держатели зеркал или трансляторы. ЦТС способны производить малые смещения с большими усилием, предельной нагрузкой и жесткостью. Эти характеристики позволяют пьезоэлектрическим устройствам выдерживать относительно большие нагрузки при небольших, но точных смещениях. Чтобы понять как интегрировать пьезоэлектрические компоненты в вашу систему или определить, какие пьезоэлектрические элементы подходят для ваших задач, рассмотрим основные принципы работы пьезоэлектриков, их механические, электрические и силовые характеристики.

Механические свойства

Механические свойства ЦТС имеют важнейшее значение при рассмотрении свойств пьзоэлементов. Сам пьезоэлектрический эффект, или, иначе говоря, изменения геометрической формы или размеров устройства, вызванного приложенным электрическим полем, делают эти устройства идеальными для точного перемещения и позиционирования. Например, пьезопривод обычно используется для управления решеткой обратной связи в лазере с внешним резонатором и позволяет пользователю выбирать длины волн с высокой точностью. Эти устройства также отлично подходят для активной стабилизации платформ и даже используются в космических шатлах НАСА для предотвращения вибрации прибора во время взлета или входа в плотные слои атмосферы.

Существуют три основных категории ЦТС приводов: низковольтные, высоковольтные и кольцевые приводы. Механический сдвиг у низко-и высоковольтных приводов очень похож, однако между ними существуют значительные различия в электрических свойствах. На рис. 1 показаны типы деформированных состояний, которые включают не только направленное сжатие, но также удлинение и сдвиг. Удлинение аналогично сжатию, за исключением оси [1,1] или [2,2]. Сдвиг происходит, когда приложенное электрическое поле ортогонально как поляризации, так и направлению движения.

а)б)в)

Рис. 1 Расширение пьезоэлемента с приложенным напряжением (а), многослойный пьезоэлемент (б),

конструкция кольцевого пьезопривода (в)

Как и в случае удлинения, смещение в приводах сдвига увеличивается за счет использования многослойной структуры, которая показана на рисунке 2. Кольцевые приводы, имеющие многослойную структуру, имеют аналогичные свойства. Кроме того, существует объемный аналог кольцевого привода, известный как трубчатый привод. Этот привод представляет собой полый цилиндр, такой же, как кольцевой привод, с металлизированной внутренней и внешней поверхностями для электрического контакта. В общем случае кольцевые приводы, имеющие многослойную структуру, способны реализовывать более высокие скорости деформации и доступны в конструкциях с низким напряжением, и поэтому их часто выбирают вместо трубчатых приводов. Тем не менее, трубчатые приводы могут быть использованы для обеспечения осевого смещения, радиального смещения и изгиба, что иллюстрирует рисунок 3. Цилиндрические приводы для изгиба часто можно найти в таких устройствах, как сканирующие в плоскости XY трубки. Подобные смещения описаны в уравнениях, приведенных ниже.

Рис. 2 Многослойная структура ЦТС

а)б)в)

Рис. 3 Осевое смещение (а), радиальное смещение (б), привод изгиба (в)


где L - длина привода;

r1 - внутренний радиус;

r2 - внешний радиус.

На примере приводов сдвига, и трубчатых приводов можно показать, что в пьезоэлементах могут использоваться различные константы деформации для достижения желаемых высокоточных соединений элементов. На субрезонансных частотах смещение (часто называемое ходом) пьезоэлектрического преобразователя следует сразу после приложенного сигналом напряжения. Величина хода зависит от изменения напряжения, приложенного к пьезоэлементу и ограничена длиной свободного хода. В системе с разомкнутым контуром будет присутствовать гистерезис хода, подобный показанному на рисунке 4. Точная форма и характеристики гистерезиса сильно зависят от разности приложенного напряжения, а также от условий окружающей среды и системы, таких как температура или приложенная нагрузка. Эта зависимость связана с источником гистерезиса в ЦТС, эффектами поляризации в кристаллах и молекулярного трения.

Гистерезис можно уменьшить, прикладывая меньшие разности потенциалов, хотя это приведет к ограничению диапазона хода. Другой альтернативой является контроль заряда; как следует из названия, пользователь контролирует заряд, приложенный к ЦТС, а не напряжение. Таким образом можно добиться уменьшения гистерезиса примерно на 10-15% в случае контроля напряжения и до 2% с помощью контроля заряда. Однако контроль заряда является менее эффективным для точного перемещения в течение длительного периода времени. Другим способом устранения гистерезиса может стать переход к замкнутой системе. Высокоточное соединение элементов часто выполняется посредством контроля напряжения многослойного ЦТС привода с использованием контура обратной связи. Следует отметить, что при использовании контура системы регулирования динамика системы (резонансная частота, ширина полосы и т. д.) будет определяться самой совокупной схемой, поэтому следует соблюдать осторожность при разработке контура системы регулирования, чтобы обеспечить его соответствие параметрам задачи.

Рис.4 Пример гистерезиса ЦТС в диапазоне разностей приложенного напряжения

Сила и длина хода

Наряду с механическим сдвигом, действие силы пьезоэлемента является еще одним важным аспектом. Величина силы, которую может создавать пьезоэлемент, зависит от приложенной нагрузки к пьезоэлементу и того, как она изменяется с увеличением хода. Например, если сила постоянна, когда пьезоэлемент активен, наблюдается максимальный ход. Однако силы, которые значительно зависят от хода, требуют больших механических усилий со стороны пьезоэлемента. В этих ситуациях ход уменьшается. На рисунке 5 ниже показана типичная зависимость хода от силы. На этом графике также отмечены два очень важных параметра пьезоприводов: свободный ход (ΔLFS) и сила блокировки (FBlock).

Рис. 5 Пример рабочего графика ЦТС

Свободный ход пьезоэлемента определяется как ход при отсутствии какого-либо приложенного усилия (такого как предварительная нагрузка). Напряжение подается на пьезоэлемент, свободный от нагрузки, и измеряется результирующее смещение; это дает свободный ход. С другой стороны, блокирующая сила определяется как максимальная сила, которую может создать пьезоэлемент. Этот параметр обычно измеряется таким образом, сначала позволяя пьезоэлементу расширяться без усилий; затем внешнее усилие прикладывается до тех пор, пока он не будет сжат до его первоначальной длины. Эта измеренная сила и есть блокирующая сила. Из этих двух значений мы также можем определить жесткость (kА) пьезопривода:

Жесткость привода полезна для определения рабочих характеристик пьезоэлемента, а также для выбора подходящего усилия предварительной нагрузки. Можно исследовать пару систем, чтобы увидеть влияние предварительной загрузки и производительность пьезопривода. На рисунке 6 показана рабочая кривая для привода с (A) без нагрузки и (B) нагрузкой с малой жесткостью (kL << kA, где kL - жесткость нагрузки). Приведенное ниже уравнение показывает приблизительное смещение привода под нагрузкой:

Рис. 6 Рабочие кривые в случае отсутствия нагрузки и низкой жесткости пружины

В этом случае наблюдается слегка уменьшенный ход. Это происходит из-за силы, с которой пружина влияет на пьезоэлемент, что вызывает «самосжатие», которое уменьшает общий ход привода. Если ход и усилие рассматривать как взаимодополняющие свойства пьезопривода, становится видно, что пружина с низкой жесткостью создает смещение, близкое к смещению свободного хода, но с эффективной силой, значительно меньшей по сравнению с блокирующей силой. Пружина большой жесткости (kL >> kA) будет работать противоположным образом. Эффективная сила в этом случае определяется уравнением:

Отсюда показано, что эффективная сила стремится к блокирующей силе для пружин с большой жесткостью. Однако в случае проявления большой силы, ход будет сильно уменьшаться.

Если в качестве нагрузки на привод используется постоянная масса, то к приводу прикладывается сила, не зависящая от хода (m∙g). Рабочая кривая для этого показана на рисунке 7. Сила постоянной массы смещает нулевую точку на приводе, но поскольку сила постоянна, рабочая кривая выглядит очень похоже на таковую для незагруженного привода, так что ход остается близким к свободному ходу. Постоянная физическая нагрузка только сдвигает нулевую точку, обеспечивая начальное сжатие и поддерживая диапазон хода.

Рис. 7 Рабочие кривые в случае отсутствия нагрузки и постоянной массы

В любой реальной системе производительность будет представлять собой сочетание упругой силы и постоянных силовых нагрузок. Предварительная нагрузка в сочетании с действием упругих сил может обеспечить стационарное смещение, также как силы, зависящие от хода. Для предварительной нагрузки используется пружина с относительно малой жесткостью (kL ≤ kA / 10), и в некоторых конструкциях ЦТС она встроена в сам узел привода (т.н. предварительно нагруженный пьезоэлемент). Жесткость пружины предварительной нагрузки не должна быть больше, чем kА / 10, в противном случае ход будет значительно уменьшен (как показано на рисунке 7). Например, если пружина предварительной нагрузки имеет ту же жесткость, что и привод, ход уменьшается вдвое. Хотя может показаться, что использование предварительной нагрузки приводит к негативным эффектам, поскольку она приводит к уменьшению длины хода, но ЦТС — это керамика, а такие материалы подвержены определенным напряжениям. ЦТС конструкции особенно уязвимы к большим тяговым или сдвигающим силам, и система должна быть в состоянии изолировать привод от них. Подпружиненный исполнительный механизм может существенно увеличить производительность пьезоэлемента и оптимизировать конструкцию для динамического двухтактного применения.

Электрические свойства

Как правило, ЦТС обычно работают значительно ниже своей резонансной частоты (f0), особенно когда они используются для прецизионного позиционирования. Это необходимо, чтобы поддерживать разность фаз между приложенным напряжением и смещением ЦТС как можно ниже. Пьезоэлементы обычно могут работать как в режиме постоянного тока, так и в режиме переменного тока с частотой >10 кГц.

Резонансная частота ЦТС зависит от длины пьезоэлемента: чем меньше слоев, тем выше резонансная частота. К тому же, приведение в движение нагрузки массой М может изменить резонансную частоту. Приведенное ниже уравнение показывает, как рассчитать скорректированную резонансную частоту с добавлением нагрузки:

где m - масса привода;

M - масса груза.

Хотя минимальное время, необходимое для расширения пьезоэлемента, составляет примерно 1/(3f0), максимальная скорость привода зависит от пикового тока используемого источника питания. Кроме того, реакция ускорения привода зависит от максимальной скорости нарастания выходного напряжения его источника питания. Как только пьезоэлемент расширяется или сжимается до номинальной длины, наступает затухающее колебание длины привода вокруг значения этой номинальной длины. Могут быть реализованы элементы управления для смягчения этих колебаний, но это может привести к замедлению реакции привода. При работе ниже своей резонансной частоты привод ведет себя как конденсатор и может быть смоделирован как таковой. Значение емкости привода зависит от площади и длины привода, а в составных конструкциях емкость также зависит от количества слоев, и определяется как:

где C – емкость;

n - количество слоев;

ε - диэлектрическая проницаемость;

A - площадь поперечного сечения;

hL - толщина пьезослоя.

Кроме того, ЦТС имеет исключительно низкие значения тока утечки. Таким образом, в системах, использующих привод статически, ЦТС будет использовать очень мало энергии и выделять очень мало тепла. Однако динамические приложения могут потребовать значительно более высокого напряжения для привода, и привести к нежелательному выделению тепла. Это связано с линейной зависимостью между генерируемой тепловой мощностью (P) и рабочей частотой (f) для ЦТС, которая определяется как

где tan(δ) - коэффициент диэлектрических потерь;

C - емкость привода;

Vpp - пиковое напряжение возбуждения.

Для большинства стандартных приводов ЦТС величина генерируемой тепловой мощности может составлять порядка 2% от общей входной мощности, что может быть значительно для приводов высокого напряжения. Для высокочастотных или амплитудных систем процент увеличивается еще больше, и для правильной работы может потребоваться охлаждающий сервопривод.

Статическая работа привода

Статический режим работы привода весьма примитивен. Этот режим охватывает не только использование ЦТС для фиксации позиции, но и в качестве медленного динамического позиционера. В этом режиме использования привода необходимо отследить запас энергии в ЦТС, и токи, связанные с переносом заряда. Энергия рассчитывается как:

Формула для расчета тока (переноса заряда):

Единственное требование к силовому приводу для статического удержания — это компенсация малого тока утечки из ЦТС. К тому же, медленное позиционирование требует очень малых токов. Следовательно, при статической или слабодинамической работе необходимые токи очень малы, и большинство силовых приводов являются подходящими для этого приложения.

Прецизионное управление обычно использует схему автоматического регулирования для управления ЦТС. Эта система автоматического управления устранит гистерезис, обнаруженный в конфигурации с разомкнутым контуром. Другие важные параметры, такие как полоса пропускания, время нарастания, усиление, единичное усиление и т. д. будут определяться в первую очередь самой схемой. Скорость работы схемы автоматического регулирования довольно низкая, что снимает некоторые ограничения на пропускную способность силовых приводов. Кроме того, эта конфигурация не может работать в импульсном режиме.

Динамическая работа привода

Для непрерывной динамической работы привода, ЦТС обычно приводится в действие при помощи генератора переменного напряжения, инициируя синусоидальные, треугольные или пилообразные колебания. При работе на высокой частоте привод проходит через большое количество механических циклов, поэтому для привода важны такие свойства, как долговечность и прочность. Чтобы создать систему, которая является прочной, надежной и работает точно в течение длительного времени, необходимо согласовать ЦТС с соответствующим усилителем ЦТС. Усилитель должен иметь возможность подавать ток, требуемый для работы устройства на основе ЦТС, в желаемом диапазоне частот для работы ЦТС. Точные значения тока, напряжения и частоты будут зависеть от характеристик используемого ЦТС и типа сигнала привода (синусоидальный, треугольный и т. д.). Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные типы сигнала привода: синусоидальный и треугольный.

Типичной характеристикой, заданной для пьезоусилителей, будет средний ток (Iave). Эта величина должна быть большой, чтобы обеспечить ЦТС необходимым для работы током. В случае непрерывного синусоидального режима средний ток пьезоэлемента задается следующим уравнением:

где C – емкость;

Vpp - пиковое напряжение привода;

f - частота привода.

Средний ток рассчитывается после определения напряжения и частоты привода. Пьезоусилитель должен обеспечивать подачу необходимого напряжения и тока. Средняя необходимая мощность задается уравнением:

Привод также можно использовать в импульсном режиме, подавая единичные синусоидальные импульсы. В импульсном режиме необходимо, чтобы усилитель мог поддерживать пиковый ток в течение по крайней мере половины периода действия одиночного импульса. Среднее время действия пикового тока не может превышать время действия среднего значения тока. Максимальный ток определяется как:

Максимальная мощность, необходимая для импульсного режима работы:

При использовании сигнала в виде треугольной волны в качестве источника привода важны как Iave, так и Imax. Силовой привод должен обеспечить максимальный ток, в то время как средний ток определяет ограничение частоты возбуждения:

При модуляции на некоторой частоте f важно помнить о пропускной способности самого пьезоэлемента, особенно при использовании вида волн, которые отклоняются от вида синусоидальных. Если полоса пропускания силового привода близка или меньше, чем частота, на которой осуществляется управление, тогда может иметь место значительное смещение сигнала возбуждения. Чтобы избежать этого, необходимо использовать привод с пропускной способностью, примерно в 10 раз большей, чем задающая частота.

Пьезоэлементы также могут использоваться для импульсных применений, таких как впрыскивающие или гидравлические клапаны, реле переключения и т. д. В этом случае цель состоит в том, чтобы вызвать смещение ЦТС за максимально короткое время, чтобы обеспечить быстрое переключение. Время отклика порядка микросекунды и ускорение доступа 10000g возможны, но потребуют значительного пикового тока от силового привода. Как упоминалось ранее, самое быстрое номинальное смещение, которого может достичь привод, составляет 1/(3f0). Отсюда методом аппроксимации можно вычислить минимальное время перемещения в импульсной системе:

Пропускная способность привода в этом случае снова становится ограничением. Длительность фронта импульса привода должна быть меньше, чем время отклика ЦТС. Поэтому лучше всего выбирать силовой привод с полосой пропускания, которая в 2–3 раза превышает резонансную частоту.

Наноиндустрия - научно-технический журнал - Наноиндустрия

Д
ля обеспечения навигационной поддержки железнодорожного транспорта, а также повышения безопасности при движении грузовых составов необходимо разработать автономный источник питания, который позволит обеспечить электроэнергией необходимые устройства определения местоположения и датчики контроля [1, 2]. В последнее время появились разработки и прототипы устройств, на основе которых возможно преобразование энергии из внешней среды в электроэнергию [3]. Кроме железнодорожного транспорта, автономные источники энергии могут применяться в других областях: мониторинге окружающей среды, обнаружении чрезвычайных ситуаций (пожар, землетрясение, цунами и т. д.), отслеживании местоположения объекта, контроле состояния промышленного оборудования, автоматизации производственных процессов, биомедицинских системах [4, 5].
Использование электрохимических батарей сопряжено с некоторыми сложностями. Во-первых, из-за наличия тока утечки энергия батареи расходуется даже при отсутствии потребления со стороны устройства. Во-вторых, экстремальные внешние условия могут привести к выходу батареи из строя и отключению всей системы [6]. Кроме того, необходимость обслуживания и замены электрохимических источников питания требуют дополнительных затрат [7]. Механические вибрации являются распространенным источником энергии, удобным для сбора и преобразования [8]. Известны три основных способа преобразования энергии механических колебаний: пьезоэлектрический, электромагнитный и электростатический. Оптимальным является пьезоэлектрический способ, так как устройства на его основе эффективно преобразуют механическое напряжение в электрический заряд без дополнительных источников энергии и имеют достаточно простую технологию изготовления, что облегчает их использование в конкретных приложениях [9]. Принцип работы такого генератора тока основан на деформации пьезоэлемента, который состоит из гибкого основания с нанесенным пьезоэлектрическим материалом. При механическом воздействии на пьезоэлектрик происходит его поляризация, в результате чего возникает разность потенциалов между поверхностями пьезоэлектрического слоя. Полученный переменный сигнал выпрямляется и преобразуется для обеспечения работы подключенного устройства.
В зависимости от области применения, параметры механических колебаний могут значительно отличаться, что сильно влияет на уровень выходной мощности, а также требует определенной конструкции и типа пьезоэлемента для эффективного преобразования энергии. Поэтому важной задачей является настройка собственной частоты пьезогенератора на частоту внешнего воздействия, при которой наблюдаются наибольшие значения ускорения. В данной работе были исследованы механические колебания разных типов грузовых вагонов, определен диапазон частот колебаний с наибольшим значением ускорений, проведено сравнение разных конструкций пьезоэлектрических генераторов тока и экспериментально оценена эффективность каждой из них. Полученные данные могут быть использованы для разработки технологии производства пьезоэлектрического генератора тока, предназначенного для обеспечения автономным питанием грузовых вагонов и платформ.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
КОЛЕБАНИЙ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
Исследования проводились на различных участках Московской железной дороги на следующих типах вагонов:

вагон-цистерна на тележках модели 18–100. Данный тип вагона был выбран как наиболее неблагоприятный с точки зрения динамического поведения, так как вагоны-цистерны имеют высокий центр тяжести;
полувагон универсальный на тележках модели 18–9855. Данный тип вагона выбран как наиболее массовый вид подвижного состава. Универсальные полувагоны предназначены для перевозки большой номенклатуры грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков: насыпных непылевидных, навалочных, штабельных и тарно-штучных.
Как видно из рис.1, уровень вертикальных ускорений зависит от типа подвижного состава (конструкции и типа тележек), а также загруженности, причем на цистерне уровень ускорений в груженом состоянии больше, чем в порожнем, а у полувагона – наоборот.
Минимальные вертикальные ускорения равны 0,015g на скорости 10 км/ч (соответствуют маневровой скорости), однако при проходе стрелочных переводов возникают одиночные выбросы ускорений, превышающие основной уровень в три раза и более.
На эксплуатационной скорости (80 км/ч) минимальные ускорения равны 0,054g, а максимальные – 0,22g. Одиночные всплески ускорений, возникающие от стыков и дефектов пути, могут превышать 0,8g.
Частоты колебаний лежат в пределах 1,5–18 Гц. Имеются частоты, напрямую зависящие от скорости движения (от взаимодействия колеса и рельса, колебания на рессорах), например, пиковая амплитуда при скорости 60 км/ч находится на частоте около 5,6 Гц, а при 135 км/ч – на частоте 12,1 Гц.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ ТОКА
Исходя из требований, обусловленных областью применения пьезоэлектрических генераторов тока, было выбрано два типа пьезоэлементов, способных работать на малых частотах и ускорениях возбуждающей силы: мембранные и балочные. Основными задачами являются настройка собственной частоты колебания пьезоэлемента на частоту внешнего воздействия, обработка и накопление сгенерированного сигнала. Конструкция должна выдерживать влияние внешней среды и иметь достаточную прочность, чтобы выдерживать перегрузки, возникающие при движении железнодорожного транспорта.

Экспериментальный образец пьезогенератора балочного типа реализован на основе пьезоэлемента V25W (рис.2) фирмы MideTechnologies. Пьезоэлемент состоит из гибкого основания ESPANEX, которое представляет собой слой полиимида, покрытого медной фольгой. На основание с обеих сторон с помощью эпоксидного клея наносится сегнетомягкая пьезокерамика CTS-3195HD. Для защиты от негативного воздействия внешней среды пьезоэлемент покрывается стеклотекстолитом FR4. На свободный конец устанавливается добавочный груз массой 50 г, благодаря чему собственную частоту пьезоэлемента удается снизить до 8,7 Гц. Электронная схема обработки сигнала с выхода пьезоэлемента представлена на рис.3. Измерения проводились на электродинамической вибрационной установке V650 HPAK-CE. Результаты измерений при ускорении внешних вибраций a = 0,21g и частоте f = 8,7 Гц при разных нагрузочных сопротивлениях представлены на рис.4.
Как следует из представленных экспериментальных данных, выходная мощность балочных пьезогенераторов может достигать 3,5 мВт. Таким образом, при размещении на каждом грузовом вагоне 100 пьезоэлементов накапливаемой энергии будет достаточно, чтобы обеспечить работу GPS-и GSM / GPRS-модулей. Для увеличения выходной мощности и уменьшения габаритов устройства была предложена конструкция пьезогенератора, в котором пьезоэлементы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (рис.5). Такая конструкция позволит собирать энергию не только поперечных, но и продольных колебаний вагона.
Для стабилизации выходного напряжения относительно внешнего воздействия использовалась электронная схема LTC3588-1 (рис.6), предназначенная для источников энергии с высоким выходным сопротивлением, таких как пьезоэлектрические, солнечные и магнитные преобразователи. Схема содержит встроенный диодный мост и понижающий преобразователь напряжения с малыми потерями. Изначально энергия с пьезоэлемента накапливается на конденсаторе Cstorage до момента, когда преобразователь сможет эффективно передать энергию на выходной конденсатор с заданным выходным напряжением. При проведении измерений напряжение на выходе схемы стабилизации – 3,6 В.
Экспериментальный образец мембранного пьезогенератора реализован на основе пьезоэлемента, который состоит из латунного основания и одного слоя пьезокерамики (рис.7). Для обработки сигнала использовалась такая же электрическая схема, как и в случае балочного пьезогенератора (рис.3). Регулировка резонансной частоты осуществлялась с помощью дополнительных грузов, которые размещались в центре мембраны. Изначально мембранный пьезоэлемент обладает высокой собственной частотой (около 500 Гц), что не применимо для использования на железнодорожном транспорте. Снижение собственной частоты засчет грузов большей массы не является эффективным, так как в результате значительно увеличивается общая масса пьезогенератора и уменьшается его прочность. Для решения проблемы между пьезоэлементом и грузом была добавлена пружина (рис.8), что позволило значительно снизить собственную частоту системы без увеличения массы груза. На рис.9 представлен результат моделирования колебаний описанной структуры на частоте 10 Гц. Как видно, наряду с высокочастотными колебаниями, которые определяются собственной частотой самого пьезоэлемента, возникают низкочастотные колебания, обусловленные наличием пружины. Более высокая частота складывается с низкой частотой, которая зависит от параметров пружины (длины, диаметра, коэффициента жесткости), причем наибольшие деформации соответствуют низкой частоте. Как видно из рис.10, данная конструкция позволяет собирать энергию как поперечных, так и продольных колебаний.
Экспериментальные результаты измерений выходной мощности мембранного пьезогенератора с пружинами разных геометрических размеров и жесткости приведены на рис.11 (параметры внешнего воздействия одинаковы для каждого случая: масса добавочного груза 250 г, ускорение 0,5g, частота 15 Гц). На основе полученных данных можно сделать вывод, что наличие пружины между грузом и пьезоэлементом позволяет значительно снизить собственную частоту системы и увеличить выходную мощность пьезогенератора. Малые значения выходной мощности мембранного пьезогенератора относительно балочного обусловлены такими его особенностями, как жесткое металлическое основание, один слой пьезокерамики, высокая собственная частота. Полученные данные позволяют оценить эффективность и преимущества конструкции мембранного пьезогенератора с пружиной по сравнению с обычной конструкцией.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведенных исследований характеристик колебаний железнодорожного транспорта было установлено, что грузовые вагоны испытывают колебания на низких частотах (1,5–18 Гц) и малых ускорениях (0,015–0,27g). Для эффективного преобразования энергии требуются пьезогенераторы, собственная частота которых близка к частоте колебания вагонов. Пьезогенераторы балочного и мембранного типа наиболее подходят для этих целей.

На основе полученных данных видно, что балочные пьезоэлементы позволяют накопить большее количество энергии по сравнению с мембранными. Однако балочные пьезоэлементы способны регистрировать колебания только в плоскости изгиба балки, поэтому для увеличения выходной мощности их необходимо располагать в трех пространственных измерениях, что усложняет конструкцию конечного устройства.
Мембранный пьезоэлемент может регистрировать как поперечные, так и продольные колебания, для этого целесообразна конструкция с пружиной между добавочным грузом и мембраной. Результаты измерений показывают, что данная конструкция позволяет существенно снизить собственную частоту системы и увеличить выходную мощность. Ограничивающим фактором в этом случае является жесткость самой мембраны, поэтому для увеличения выходной мощности необходимы опытные образцы, обладающие менее жестким металлическим основанием. Таким образом, используя конструкцию мембранного элемента с пружиной, удается сочетать преимущества балочного элемента (малая масса добавочного груза, простота установки на железнодорожный транспорт) и мембранного (возможность регистрации колебаний в трех пространственных измерениях, высокая выходная мощность).
Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания автономного пьезоэлектрического генератора тока для железнодорожного транспорта, который способен обеспечить достаточное количество энергии для совместной работы модулей GPS и GSM/GPRS.
Работа выполнена в ЗАО "НПЦ СпецЭлектронСистемы" при поддержке Минобрнауки РФ в рамках соглашения RFMEFI579X0086 (№ 14.579.21.0086).
ЛИТЕРАТУРА
Tianchen Y., Jian Ya., Ruigang S., Xiaowei L. Vibration energy harvesting system for railroad safety based on running vehicles. Smart Mater. Struct. 2014. Vol. 23. P. 1–14.
Grudйn M. et al. Field operational testing for safety improvement of freight trains using wireless monitoring by sensor network. IET Wirel. Sens. Syst. 2014. Vol. 4, N 2. P. 54–60.
Shaikh F.K., Zeadally Sh. Energy harvesting in wireless sensor networks: A comprehensive review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. Vol. 55. P. 1041–54.
Zuo L., Tang X. Large-scale vibration energy harvesting // J. of Intelligent Material Systems and Structures. 2013. Vol. 24. N 11. P. 1405–1430.
Energy harvesting technologies / Ed. Shashank Priya, Dan Inman. Springer, 2009. 522 p. ISBN 978-0-387-76464-1.
Tiliute D.E. Battery management in wireless sensor networks // Electronics and Electrical Engineering. 2007. Vol. 76. N 4. P. 9–12.
Caliт R., Rongala U.B., Camboni D. et al. Piezoelectric Energy Harvesting Solutions. Sensors. 2014. Vol. 14. P. 4755-90.
De Pasquale G. Energy havesters for powering wireless systems // Handbook of Mems for Wireless and Mobile Applications. Elsevier, 2013. Ch. 11. P. 345–400.
Erturk A., Inman D.J. Piezoelectric Energy Harvesting / Wiley, 2011. ISBN 9780470682548.

источник огня: Принцип работы пьезозажигалки


Принцип работы пьезозажигалки

Пьезоэлемент в любой зажигалке представляет собой очень маленький кристалл кварца, который наделенный пьезоэлектрическими свойствами. Когда к кристаллу прилагается напряжение(нажатие), кристаллическая решетка деформируется и меняются размеры кристалла. Это называется прямым пьезоэффектом. И, наоборот, при растяжении или сжатии кристалла кварца на его поверхности образуется напряжение. Этот явление называется обратным пьезоэффектом. Слабый удар по кристаллу кварца, разположенному в зажигалке, порождает напряжение даже в несколько сотен вольт. Так и происходит электрический пробой, и между электродами проскакивает искра. Газ загорается.

Опыты с пьезоэлектричеством проводили давно, в числе других ученых этим занимались и очень знаменитые братья Кюри. Но зажигалки с пьезоэлементом пустили уже на конвейер только лишь в середине XX века. Первой компанией, которая взяла на вооружение эту технологию, стала компания Ronson. Теперь пьезозажигалки — обычные, с турбонаддувом, со светодиодными фонариками — есть в линейках многих, многих производителей.
В зависимости от типа горючего пламя зажигалки может достигать следующих температурных величин:

1. пропан-бутан — от 800 до 1970 °С;
2. бензин — 1300—1400 °С;
Дизайн зажигалки напрямую зависит от её назначения. Карманные зажигалки имеют небольшие размеры, их легко переносить. Оформление совершенно любое, но ограничены размеры. Настольные зажигалки довольно редки. Такие зажигалки достаточно массивны и не предназначены для переноски. 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 путем воздействия на сенсорный датчик

Пьезозажигалки с турбонаддувом

Если обычную кремневую зажигалку зажечь на ветру — целая проблема, а пьезозажигалки с турбонаддувом выручают  в  лютую непогоду. В них газ резко набирает скорость, проходя через микроскопические отверствие в турбине,и, затягивает через боковые отверстия, воздух и поступает в формирователь пламени вверху этой турбины под очень высоким напором. В результате пламя получается очень мощным и от дуновения ветра никак не затухает.

Какая зажигалка прослужит дольше: кремневая или пьезовая?

Пьезозажигалки, как правило, живут намного дольше чем зажигалки механические. Секрет этого долголетия заключается в отсутствии трения элементов. Однако, важно то что с пьезоэлементом если что-то случилось,то починить его вам не удастся. Никакая зачистка ему не поможет, помните что «самодеятельность» убьет зажигалку уже окончательно. Заметим, однако, что выход из строя пьезоэлемента — явление очень редкое.

Производители зажигалок, чаще всего делают пьезозажигалки заправляемыми. Купив одну зажигалку, можно пользоваться ей очень длительное время. Так что, однако если вы хотите выбрать зажигалку в подарок, лучше обратить внимание на оригинальные газовые пьезозажигалки,ведь их сейчас очень большой выбор.

Кроме того, пьезозажигалкам не грозит утечка газа, что с кремневыми случается, к сожалению, нередко.

Окончательный же выбор — пьезозажигалка или старая-добрая зажигалка механическая — зависит исключительно от личных предпочтений.
Зажигалки не рекомендуется длительно хранить без газа и эксплуатации. Зажигалки необходимо оберегать от попадания на них влаги, грязи и пыли. Не рекомендуется дотрагиваться до рассекателя или турбины, так как это может вывести зажигалку из строя.

7. Пьезоэлектрические датчики - СтудИзба

Глава 7

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

§ 7.1. Принцип действия

Работа пьезоэлектрического датчика основана на физи­ческом явлении, которое называется пьезоэлектрическим эффек­том. Этот эффект проявляется в некоторых кристаллах в виде по­явления на их гранях электрических зарядов разных знаков при сжатии кристалла в определенном направлении. Слово «пьезо» по-гречески означает «давлю». В  зависимости  от значения  силы

сжатия ^или растяжения; меняется ко­личество зарядов, а следовательно, и разность потенциалов, замеренная меж­ду гранями. Пьезоэлектрические датчи­ки относятся к генераторному типу. Ши­роко известны пьезоэлектрические звуко­сниматели: игла звукоснимателя воспри­нимает все изменения глубины звуковой дорожки и передает их на пьезокрис-талл. Выходное напряжение с пьезокрис-талла усиливается, и через динамик мы слышим записанные звуки. Появление зарядов на гранях в зависимости от сжа­тия называется прямым пьезоэффектом. Существует и обратный пьезоэффект: при подаче напряжения на грани крис­талла изменяются его размеры (он сжи­мается или разжимается). Обратный пье-зоэлемент (наряду с магнитострикцион-ным, упомянутым в § 6.6) нашел приме­нение в ультразвуковых генераторах. А основанные на прямом пьезоэффекте пьезоэлектрические датчики используют­ся в автоматике для измерения давлений, вибраций, ускорений, других параметров быстропротекающих процессов.

Рассмотрим появление зарядов на гранях кристалла кварца, у которого пьезоэлектрический эффект достаточно сильно выражен. На рис. 7.1 изображен кристалл кварца, который имеет вид шести­гранной призмы. В кристалле можно выделить три оси симметрии: Z — продольная ось, называемая оптической осью; X— поперечная ось, проходящая через ребра призмы перпендикулярно продоль­ной оси; У—поперечная ось, проходящая через грани призмы пер­пендикулярно им и осям Z, X. Ось X называется электрической осью, ось У—механической илинейтральной.

 Использование двух (а иногда и больше) пластин повышает выходную ЭДС, поскольку выходные сигналы пластин складываются.

На рис. 7.3 показан пьезоэлектрический датчик ускорения, ис­пользуемый в виброизмерительной аппаратуре. Пьезоэлемент 1 из титаната бария расположен в корпусе прибора 2 между инерцион­ной массой 3 и подпятником 4. Для увеличения силы, действующей

Рекомендуемые файлы

на пьезоэлемент при ускорениях, инерционная масса имеет относи­тельно большие размеры и изготовлена из вольфрама. Пакет из инерционной массы 3, пьезоэлемента / и подпятника 4 прижат к основанию корпуса гайкой 5 через сферическую пяту 6, изоляцион­ную прокладку, пружинную шайбу и контактную пластину. Вы­вод сигнала выполнен с помощью специального антивибрационного кабеля. Датчик измеряет ускорения от 0,2 до 200 g. Коэффициент преобразования порядка 8 мВ на 1 g. Минимальная частота вибро­ускорений 5 Гц.

§ 7.3. Чувствительность пьезодатчика и требования к измерительной цепи

Пьезоэлектрический датчик подобен электрическому кон­денсатору. Количество электричества q, появившееся под воздейст­вием механической силы, заряжает грани пьезоэлемента и соеди­ненные с ним проводники до напряжения U, определяемого как U—q/C, где С — емкость между проводниками (включая емкость пьезоэлемента). Чувствительность датчика определяется как прира­щение выходного напряжения, соответствующее изменению силы F. При параллельном соединении п пластин их емкость складывается. Чувствительность пьезодатчика в этом случае

где п — количество пластин; Ко — пьезоэлектрический модуль мате­риала пластины; Свх — емкость измерительной цепи; С0 — емкость одной пластины.

Ещё посмотрите лекцию "1 - Введение в аэрогазодинамику" по этой теме.

Емкость одной пластины датчика толщиной  d и площадью   s можно определить как емкость  плоскопараллельного     конденса-

где ео — абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума; ео=8,8510-12 Ф/м. Емкость пьезоэлемента С на практике бывает невелика и выражается в пикофарадах (1 пФ=10-12 Ф). Выходной сигнал пьезодатчика U=SnF, где F— измеряемая сила.

Заряженный до напряжения U конденсатор будет разряжаться через сопротивление датчика R0и сопротивление измерительной це­пи /?вх. Для уменьшения скорости разряда необходимо стремиться к увеличению постоянной времени цепи разряда Т= (Ro/n+Rbx) X Х(nСо + СВх). При практически реализуемых значениях сопротив­ления датчика Ro (десятки и сотни МОм) и его емкости Со (десят­ки пФ) надо обеспечить очень большое входное сопротивление измерительной цепи. Для этого используются специальные электрон­ные лампы, называемые электрометрическими. Электрометрические схемы могут обеспечить входное сопротивление измерительной це­пи до 1013 Ом. Для увеличения постоянной времени разряда парал­лельно датчику иногда включают конденсатор. Применение измери­тельных цепей с очень большим входным сопротивлением позволяет снизить нижнюю границу частоты входных сигналов до нескольких герц.

При измерении высокочастотных (быстроизменяющихся) удар­ных нагрузок и ускорений пьезоэлектрические датчики имеют преи­мущество перед датчиками других типов.

Что такое пьезо-звукосниматель

После выпуска некоторых наших новых моделей, таких, как LTD EC-1000 Piezo и LTD BB-600 Baritone (подписная модель Бена Бёрнли из Breaking Benjamin), к нам стали поступать вопросы от людей, которые хотели бы знать больше о пьезо-звукоснимателях и о том, как они работают. И вот мы спешим на помощь!

Основы.

Мы не будем углубляться в научные дискуссии о пьезо-датчиках, но всё же объясним базовые принципы и отличия их от обычных магнитных датчиков, которые мы все знаем и любим.

Абсолютное большинство датчиков на электрогитарах - это магнитные звукосниматели. Независимо от того, активные они (например, большинство EMG) или пассивные (большая часть Seymour Duncan), магнитные датчики работают по одному принципу. В них находится магнит или несколько магнитов, вокруг которых установлена обмотка. При звукоизвлечении (ударе по струне) струна вибрирует. Магнитное поле, создаваемое магнитом благодаря явлению электромагнитной индукции создаёт электрический ток в обмотке, преобразовывая таким образом вибрацию струны в электрический сигнал. По похожему принципу работает и большинство микрофонов, кстати. Они преобразуют акустическую энергию в слабый электрический сигнал, который Вы потом можете усилить.

Пьезо-звукосниматель же очень отличается. Во-первых, как правило, Вы даже не увидите его на гитаре. В отличии от магнитных датчиков, которые совсем несложно увидеть под струнами между грифом и бриджем, пьезо-датчики на электрогитаре, как правило, находятся внутри бриджа. Причина простая – «пьеза» снимает непосредственно вибрацию струны и инструмента, а не перемещение металлической струны в магнитном поле. Именно поэтому пьезо-датчики обычно используют на акустических гитарах, например, с нейлоновыми струнами, на которых магнитный звукосниматель просто не сможет работать.

Как работает пьезо-звукосниматель (немного физики).

Вместо магнитного поля, как упоминалось выше, пьезо-датчики измеряют давление вибраций струн/инструмента чтобы создать электрический ток. Обычно используются созданные под высоким давлением кристаллы для создания электрического сигнала (звучит сомнительно, но поверьте, это правда), и сигнал преобразуется и предварительно усиливается перед тем, как попасть на выходной джек гитары. Пьезоэлектрические датчики (назовём их полным именем), на самом деле, появились раньше магнитных. Но намного важнее для музыкантов, разумеется, знать какого звучания от них ожидать.

Как же они звучат на электрогитаре?

Если информация выше вызывает у Вас только недоумение и зевоту – ничего страшного, потому что Вы, разумеется, пришли сюда чтобы узнать как же «пьеза» звучит.

Говорят, что пьезо-датчики на электрогитаре производят звук, больше похожий на акустическую гитару, но это не совсем верно. То, что снимает «пьеза» - это звук струн и вибрация, вызванная резонансом древесины и фурнитуры… другими словами – это настоящий звук гитары. Это можно назвать «больше похожим на звук акустической гитары» по сравнению с магнитными датчиками. Пьезо-звукосниматели, как правило, имеют более яркое и менее тёплое звучание, нежели магнитные, благодаря чему можно добиться неимоверной динамики и чистоты звучания. И, не смотря на то, что они могут и не сделать звук Вашей электрогитары акустическим, они, безусловно, передают «честную» акустическую энергию инструмента.

Другой важный момент – динамика пьезо-датчиков. Нередко активная схема пьезо-звукоснимателя требует включения компрессора, потому как Вы наверняка заметите что «пьеза» ведёт себя совсем не так, как магнитный датчик в плане того, насколько он громкий или тихий в зависимости от того, как жёстко или мягко Вы играете. Но одно в схеме с пьезо хорошо наверняка – Вам не придётся беспокоиться о фоне, так как в схеме не участвуют магниты.

Для EC-1000 Piezo мы выбрали Fishman Powerbridge, очень продвинутую пьезо-систему, которая специально сделана для того, чтобы добавить «акустического» звука Вашей электрогитае. В BB-600 Baritone же используются сёдла Graph Tech Ghost Loaded ResoMax, которые служат для тех же целей. В обеих гитарах установлены двойные выходные джеки, которые позволят направить сигналы от «пьезы» и магнитных датчиков раздельно (например, в два разных усилителя или входа на интерфейсе для записи и т.п.), или, например, смешать два сигнала чтобы получить свежий и неповторимый звук!

Сейчас в нашем магазине можно купить следующие гитары с пъезо-датчиком:
LTD EC-1000PIEZO QM STBLK гитара чёрного цвета
LTD EC-1000PIEZO QM STB гитара синего цвета

Вернутся в раздел "Новости"

Ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи (УЗ ПЭП)



Пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) применяются в ультразвуковом НК, выступая в качестве излучателя и приемника ультразвукового импульса обрабатываемого УЗ дефектоскопом. Принцип действия ПЭП основан на пьезоэлектрическом эффекте – явлении возникновения электрической поляризации под действием механических напряжений. Требования к УЗ ПЭП указаны в ГОСТ Р 55725-2013 - Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования (взамен ГОСТ 26266-90) и ГОСТ Р 55808-2013 - Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний. (взамен ГОСТ 23702-90). Расширенный перечень нормативов касающихся УЗ ПЭП приведен в конце данной страницы. УЗ ПЭП можно условно классифицировать по следующим признакам:

По углу ввода колебаний различают:

  • Прямые преобразователи вводят и (или) принимают колебания по нормали к поверхности объекта контроля в точке ввода.
  • Наклонные преобразователи вводят и (или) принимают колебания в направлениях отличных от нормали к поверхности объекта контроля.

По способу размещения функций излучения и приема УЗ сигнала различают:

  • Совмещенные ПЭП где один и тот же пьезоэлемент, работает как в режиме излучения так и в режиме приема.
  • Раздельно-совмещенные преобразователи где в одном корпусе размещены два и более пьезоэлемента, один из которых работает только в режиме излучения, а другие в режиме приема.

По частоте колебаний

  • Высокочастотные УЗ ПЭП условно можно ограничить диапазоном 4-5 МГц, такую частоту обычно применяют при контроле мелкозернистых заготовок небольшой толщины (обычно менее 100мм) и сварных соединений толщиной менее 20мм.
  • Среднечастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 1,8-2,5 МГц. Преобразователи с данным диапазоном частот применяются для контроля изделий большей толщины и с большим размером частиц.
  • Низкочастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 0,5-1,8 МГц, используются для контроля заготовок с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания, например чугуна, бетона или пластика.

По способу акустического контакта

  • Контактные ПЭП где рабочая поверхность соприкасается с поверхностью ОК или находится от нее на расстоянии менее половины длины волны в контактной жидкости.
  • Иммерсионные которые работают при наличии между поверхностями преобразователя и ОК слоя жидкости толщиной больше пространственной протяженности акустического импульса.

По типу волны возбуждаемой в объекте контроля:

  • Продольные волны - колебания которых происходит вдоль оси распространения;
  • Сдвиговые (поперечные) волны - колебания которых происходит перпендикулярно оси распространения;
  • Поверхностные волны (волны Реллея) - распространяющиеся вдоль свободной (или слабонагруженной) границы твердого тела и быстро затухающие с глубиной.
  • Нормальные ультразвуковые волны (волны Лэмба) – ультразвуковые волны, которые распространяются в пластинах и стержнях. Существуют симметричные и антисимметричные волны.
  • Головные волны – савокупность акустических волн возбуждаемых при падении пучка продольных волн на границу раздела 2 твердых сред под первым критически углом.

Выбор ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя зависит от параметров контролируемого объекта, таких как материал, толщина, форма и ориентация дефектов и т.д.

Выбор ПЭП по углу ввода (прямой или наклонный) выбирают исходя из схемы прозвучивания конкретного объекта. Схемы прозвучивания содержатся в государственных и ведомственных стандартах, а так же технологических картах контроля. В общем случае угол ввода выбирают таким образом, что бы обеспечивалось пересечение проверяемого сечения акустической осью преобразователя (прямым или однократно отраженным лучем). Выявление дефектов выходящих на поверхность наиболее эффективно обеспечивается при падении поперечной волны под углом 45 °±5° к этой поверхности.

Выбор ПЭП по схеме включения (совмещенный или РС) выбирается в зависимости от толщины изделия или расстояния зоны контроля от поверхности ввода. Прямые совмещенные ПЭП обычно применяют при контроле изделий толщиной более 50мм, а прямые РС ПЭП для контроля изделий толщиной до 50мм включительно, или приповерхностного слоя до 50мм.

Наклонные РС ПЭП в основном используются по совмещенной схеме включения. Наклонные РС ПЭП с поперечной волной используют преимущественно для контроля сварных соединений тонкостенных (до 9мм) труб диаметром не более 400мм (хордовые преобразователи). Наклонные РС ПЭП с продольной волной применяют для контроля соединений с крупнозернистой структурой и высоким уровнем шумов (аустенитные швы).

Выбор ПЭП по частоте колебаний, выбирается в основном исходя из толщины ОК и требуемой чувствительности контроля. Благодаря более короткой волне, высокочастотные преобразователи позволяют находить дефекты меньшего размера, тогда как УЗ волны низкочастотных ПЭП глубже проникают в материал, т.к. коэффициент затухания уменьшается с частотой. Низкочастотные ПЭП применяются при контроле крупнозернистых материалов и материалов с высоким коэффициентом затухания.

При выборе частоты надо учитывать, что ее увеличение вызывает:

  • увеличение ближней зоны
  • уменьшение мертвой зоны, связанное с уменьшением длительности свободных колебаний пьезоэлемента;
  • улучшение лучевой и фронтальной разрешающей способности;
  • сужение характеристики направленности;
  • увеличение коэффициента затухания и связанное с ним падение чувствительности на больших толщинах
  • увеличение уровня структурных шумов в крупнозернистых материалах; уменьшение уровня собственных шумов ПЭП, связанное с увеличением затухания звуковой волны в элементах ПЭП при возрастании частоты;


Подпишитесь на наш канал YouTube

Далее приведены основные типы и характеристики преобразователей, наиболее часто применяемых в процессе ультразвукового контроля.

 

П111 - Прямые совмещенные преобразователи

Преобразователи типа П111 используются для дефектоскопии и толщинометрии изделий продольными волнами. На практике, прямые совмещенные преобразователи применяются для контроля листов, плит, валов, отливок, поковок, а также для поиска локальных утонений в стенках изделий. Преобразователи П111 используются для выявления объемных и плоскостных дефектов – пор, волосовин, расслоений и т.д. Характеристики ПЭП типа П111 приведены в таблице:

Обозначение УЗ ПЭП Эффективная частота, МГц Диапазон контроля по стали 40х13, мм Диаметр отражателя, мм Диаметр рабочей поверхности, мм Габаритные размеры, мм
П111-1,25-К20 1,25 ± 0,125 15 - 180 3,2 22 Ø 32х43
П111-2,5-К12 2,5 ± 0,25 10 - 180 1,6 14 Ø 22х35
П111-2,5-К20 2,5 ± 0,25 25 - 400 1,6 22 Ø 32х43
П111-5-К6 5,0 ± 0,5 5 - 70 1,2 9 Ø 19х32
П111-5-К12 5,0 ± 0,5 15 - 200 1,2 14 Ø 22х35
П111-5-К20 5,0 ± 0,5 15 - 200 1,2 22 Ø 32х43
П111-10-К6 10,0 ± 1,0 5 - 30 1,0 9 Ø 19х32

П112 - прямые раздельно-совмещенные преобразователи

Контактные раздельно-совмещенные преобразователи, типа П112, как правило используются для применяются для определения остаточной толщины стенки изделий и для поиска дефектов, расположенных на относительно небольших глубинах под поверхностью. Толщина контролируемых П 112 объектов, как правило, находится в диапазоне от 1 до 30мм. Характеристики П112 приведены в таблице:

Обозначение УЗ ПЭП Эффективная частота, МГц Диапазон контроля по стали 40х13, мм Диаметр отражателя, мм Размеры рабочей поверхности, мм Габаритные размеры, мм
П112-2,5-12 2,5 ± 0,25 2 - 30 1,6 Ø 16 Ø 24 х 43
П112-5-6 5,0 ± 0,5 1 - 25 1,2 Ø 9 Ø 21 х 40
П112-5-12 5,0 ± 0,5 2 - 30 1,2 Ø 16 Ø 24 х 43
П112-5-3x4 5,0 ± 0,5 1 - 25 1,2 10 х 15 Ø 32 х 12 х 28

П121 наклонные совмещённые преобразователи

Наклонные преобразователи, типа П121, широко применяются в задачах контроля сварных соединений, листов, штамповок, поковок и других объектов. Преобразователи П121 позволяют выявлять трещины, объемные дефекты, такие как неметаллические включения, поры, непровары, усадочные раковины и т.п. С помощью преобразователей типа П121, как правило, определяются характеристики вертикально ориентированных дефектов. Характеристики и возможная маркировка П 121 одного из производителей приведены в таблице:


Условное обозначение Угол ввода по образцу СО-2, град Диапазон контроля по стали, мм Эффективная частота, МГц Стрела, мм Размер ПЭ, мм Размер рабочей поверхности, мм Габаритные размеры, мм
П121-1,8-40-М-002 40+-1,5 1…50 1,8+-0,18 9 8х10 24х12 33х16х25
П121-1,8-50-М-002 50+-1,5 1…50 1,8+-0,18 10 8х12 30х16 33х16х25
П121-1,8-65-М-002 65+-1,5 1…45 1,8+-0,18 12 8х12 32х16 33х16х24
П121-2,5-40-М-002 40+-1,5 0,7…50 2,5+-0,25 8 8х12 30х16 33х16х25
П121-2,5-45-М-002 45+-1,5 0,7…50 2,5+-0,25 8 8х12 30х16 33х16х25
П121-2,5-50-М-002 50+-1,5 0,7…50 2,5+-0,25 8 8х12 30х16 33х16х25
П121-2,5-65-М-002 65+-2 0,7…45 2,5+-0,25 10 8х12 32х16 33х16х25
П121-2,5-70-М-002 70+-2 0,7…35 5+-0,5 12 8х12 32х16 33х16х25
П121-5-40-М-002 40+-1,5 0,7…50 5+-0,5 5 5х5 20х16 20х16х16
П121-5-45-М-002 45+-1,5 0,7…50 5+-0,5 5 5х5 20х16 20х16х16
П121-5-50-М-002 50+-1,5 0,7…50 5+-0,5 5 5х5 20х16 20х16х16
П121-5-65-М-002 65+-2 0,7…40 5+-0,5 6 5х5 20х16 20х16х16
П121-5-70-М-002 70+-2 0,5…25 5+-0,5 7 5х5 20х16 20х16х16

П122 – наклонные раздельно-совмещенные преобразователи

Хордовые преобразователи типа П122 в основном применяют для контроля кольцевых сварных швов трубных элементов из сталей и полиэтилена диаметром от 14 до 219 мм. с толщиной стенки от 2 до 6 мм., используются контактные раздельно-совмещенные хордовые преобразователи. Применение преобразователей хордового типа особенно эффективно для контроля тонкостенных сварных швов от 2 до 4 мм.

Преобразователи типа П122 предназначены для контроля тонкостенных сварных швов, как правило из нержавеющих, малоуглеродистых сталей и сплавов алюминия Характерная особенность ПЭП – минимальная мертвая зона и фокусировка УЗ поля в определенном диапазоне толщин. Характеристики П 121 представлены в таблице:

Наименование Угол ввода Стрела Фокусное расстояние по оси Y (глубина) Фокусное расстояние по оси X УЗК сварных швов толщиной
П122-5,0-65-М 65о 7 мм 9 мм 13 мм 7 - 12 мм
П122-5,0-70-М 70о 7 мм 5 мм 10 мм 5 - 9 мм
П122-5,0-75-М 75о 7 мм 4 мм 9 мм 4 - 8 мм
П122-8,0-65-М 65о 5 мм 6 мм 9 мм 5 - 7 мм
П122-8,0-70-М 70о 5 мм 4 мм 8 мм 3 - 5 мм
П122-8,0-75-М 75о 5 мм 3 мм 7 мм 2 - 4 мм

Под заказ возможна поставка специальных преобразователей:

Для основных типов ПЭП в России принято буквенно-цифровое обозначение, которое формируется следующим образом:

  • первый знак – буква П – Преобразователь;
  • первая цифра – 1 – контактный, 2 – иммерсионный, 3 – контактно-иммерсионный;
  • вторая цифра – 1 – прямой, 2 – наклонный;
  • третья цифра – 1 – совмещенный, 2 – раздельно-совмещенный, 3 – раздельный;
  • кроме этого производители обычно указывают частоту, угол ввода, размер пьезоэлемента.

Схема обозначения ультразвуковых преобразователей фирмы АКС приведена ниже

Помимо ГОСТ Р 55725-2013 и ГОСТ Р 55808-2013, ультразвуковым преобразователям посвящен ряд методических отраслевых документов, перечисленных в следующей таблице.


В данном описании использованы материалы монографии Е.Ф.Кретова «Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении» и учебного пособия для подготовки и аттестации контролеров по неразрушающим и разрушающим методам контроля.

Дополнительные материалы:

 

Купить ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи и другие приборы неразрушающего контроля можно по официальной цене производителей с доставкой до двери в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города. А так же Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.

Лидеры продаж УК

Шаблон Красовского УШК-1

Эталоны чувствительности канавочные

Магнитный прижим П-образный

Альбом радиографических снимков

ОПРОС:
Какое оборудование кроме НК вас интересует:

Форсунки Common Rail

- Принцип работы

Часто говорят о высокой степени сложности современных дизельных двигателей, основанных на лучшем на сегодняшний день решении Common Rail. Система Common Rail, однако, значительно упростила способ подачи топлива в двигатель , и в то же время позволила получить параметры, о которых конструкторы дизельных агрегатов еще несколько десятилетий назад не могли и мечтать.

Низкий расход топлива в сочетании с высоким крутящим моментом, обеспечивающий очень динамичное вождение, - вот что сделало дизельный привод столь популярным.

Принцип действия системы Common Rail

Принцип работы системы впрыска - детская игра. В топливном баке есть топливный насос, который перекачивает солярку к ТНВД, естественно, через топливный фильтр. Этот насос намного проще старых ТНВД и менее подвержен поломкам. Создает высокое давление за счет отжима дизельного топлива до так называемого Рельсы Common Rail, которые действуют как топливный аккумулятор.

Отсюда оно подается в форсунки, и благодаря этому форсунки получают топливо под огромным давлением с минимальным его перепадом.Они подключены непосредственно к компьютеру управления двигателем, который управляет моментом и временем открытия форсунки. И здесь, т.е. в форсунках, усложняется вся система.

Схема подключения системы впрыска

(фото: пресс-материалы / Bosch)

Принцип работы форсунки Common Rail

Обычно у нас есть два типа форсунок Common Rail, и они работают аналогично. Первоначально , когда давление в рампе было ок.1000–1300 бар, хватало электромагнитных форсунок. В 2001 году был представлен Common Rail II, где давление увеличилось до 1600 бар, а впрыск был разделен на две-три дозы топлива в одном цикле.

Это уже требовало, чтобы форсунки работали намного быстрее и, прежде всего, чрезвычайно точны, а Common Rail III напряг их еще больше при давлении 1800 бар. Электромагнитные форсунки просто не поспевали за количеством подаваемого топлива и были заменены на пьезоэлектрические. Они могут работать при давлении 2000 бар и выше. Но остановимся на электромагнитных форсунках.

Как и вся система Common Rail, инжектор гениально прост, но только в его работе. Топливо подается внутрь форсунки, которая имеет длинный штифт с поршнями в верхней и нижней частях и две топливные камеры над и под штифтом. В верхней камере давление топлива равно давлению в общем распределителе, а в нижней камере, где давление такое же, поверхность поршня меньше, что вызывает меньшее давление на шпиндель.

Таким образом, штифт прижимается к наконечнику инжектора и закрывает его вместе с иглой. Когда форсунка должна подать дозу топлива в двигатель, электромагнит, расположенный в верхней части форсунки, поднимает пластину, закрывая пространство более высокого давления. Падение давления в этой камере приводит к тому, что давление в нижней части становится выше, чем в верхней.

Это, в свою очередь, приводит к подъему иглы, закрывающему отверстия в наконечнике форсунки, через которые топливо поступает в камеру сгорания.Тем временем топливо из верхней части форсунки, которое вышло из форсунки при поднятии пластины, возвращается в цепь подачи.

Пьезоэлектрический инжектор имеет немного другую конструкцию, чем , но похожий принцип работы. Он примерно в десять раз быстрее электромагнитного, поэтому его использование стало необходимостью в системе Common Rail третьего поколения. В таких форсунках электромагнит и шпиндель заменены пьезоэлектрическим материалом, который отличается гораздо меньшей инерцией, чем электромагнит.

Благодаря этому можно использовать больше, даже 5–7 доз впрыска за один цикл, улучшая плавность работы двигателя. Это также приводит к более низкому расходу топлива, поэтому пьезоэлектрические форсунки больше не будущее, а стандарт в современных конструкциях Common Rail.

В случае пьезоэлектрических форсунок инжекция происходит при подаче тока на пьезоэлектрический материал. Как и в электромагнитном, здесь также есть игла, закрывающая отверстия в наконечнике для инъекций.Камеры высокого и низкого давления расположены рядом с иглой, в отличие от электромагнитных форсунок по обе стороны от шпинделя, которых здесь нет.

В пьезоэлектрическом преобразователе более высокое давление в одном из контуров закрывает иглу, инвертирует перепад давления в камерах и увеличивает его. После включения тока пьезоэлектрический привод за счет своего удлинения изменяет давление в цепях, приподнимая иглу.

В пьезоэлектрических форсунках появился дополнительный гидравлический преобразователь.Это необходимо, потому что изменения объема пьезоэлектрического материала недостаточно для приведения в действие инжектора. Следовательно, его роль заключается в увеличении хода пьезоэлектрического привода.

Преимущества пьезоэлектрических форсунок перед электромагнитными - большая скорость и точность работы. Современные пьезоэлектрические форсунки могут подавать от 5 до 7 доз за один цикл. Таким образом, еще одно преимущество - гораздо меньшие дозы топлива по сравнению с электромагнитным впрыском.Вышесказанное вызывает снижение расхода топлива и повышение культуры работы двигателя. Небольшие габариты и вес - еще одно, хотя и не обязательно ощутимое, преимущество.

Почему форсунки Common Rail дорогие?

Форсунки Common Rail, независимо от их типа, не являются простыми устройствами, что не исключает того, что принцип действия прост. Не только высокая степень сложности конструкции увеличивает цену этих элементов, но, главным образом, тот факт, что все находится в микромасштабе и должно быть тщательно изготовлено, чтобы должным образом выполнять свою функцию.

Оглядываясь на более чем десять лет назад, можно увидеть, что форсунки значительно уменьшились, и, таким образом, их качество изготовления должно было подняться до высот инженерной мысли. Эти высококачественные материалы и точность изготовления увеличивают стоимость форсунок. Так почему же за это время не снизился риск отказа?

Что ж, изящная конструкция и чрезвычайно чувствительные механизмы управления менее устойчивы к качеству топлива, что оставляет желать лучшего. Так как же спастись в случае неудачи? Об этом вы можете прочитать в следующей статье.

Ниже приведены примеры цен на форсунки Common Rail на основе каталога iParts.pl

.

Цены на форсунки Common Rail

(фото: Марцин Лободзинский / iParts)

.

Пьезоэлектрические датчики - устройство и принцип действия

Что такое пьезоэлектрический эффект?

Работа пьезоэлектрических датчиков основана на пьезоэлектрическом эффекте. Он заключается в образовании электрических зарядов на поверхности кристалла под действием механического напряжения . Результирующий заряд пропорционален деформации. Пьезоэлектрические материалы также проявляют обратный пьезоэлектрический эффект, заключающийся в изменении формы кристалла под действием приложенного электрического поля.Пьезоэлектрики могут быть как монокристаллами, например кварцем, так и поликристаллами, не имеющими центра симметрии в элементарных ячейках. Некоторые керамические и органические вещества также обладают пьезоэлектрическими свойствами.

Устройство и работа пьезоэлектрических датчиков

Пьезоэлектрические датчики

, широкий выбор которых доступен, среди прочего, из предложения EC Test Systems из Кракова, отличаются простой конструкцией, что делает их относительно дешевыми.Пьезоэлектрический элемент, также известный как чувствительный элемент, который обычно представляет собой керамическую фритту, устойчивую к более высоким температурам, чем кварц, соединяет основание датчика с инерционным элементом, так называемой сейсмической массой. В датчик также встроена микроэлектроника, и все это закрыто в герметичном корпусе.

Пьезоэлектрические датчики используют множество материалов различных форм и размеров. Существуют три общие геометрические конфигурации внутренних элементов, заключающиеся в явлениях сжатия, изгиба и пьезоэлектрического сдвига.Конструкция, основанная на явлении напряжения сдвига , обеспечивает отличную устойчивость к изменениям температуры окружающей среды и нечувствительность к начальным напряжениям в основании датчика. Конструкция датчика на основе явления верхнего сжатия пьезоэлектрического материала предлагает относительно простую конструкцию и высокую жесткость.

Конструкция пьезоэлектрических датчиков делает эти устройства очень точными и простыми в использовании. Даже минимальное воздействие на датчик заставляет чувствительный элемент обнаруживать импульс и считывать его как вибрацию.В этой ситуации датчик выдает сигнал, тем самым предоставляя информацию о работе машины. В зависимости от типа датчика можно получить информацию о превышении пороговых значений срабатывания сигнализации (что означает, что с машиной происходит что-то нежелательное) или диагностировать нарушения в работе машин путем анализа сигнала. Это означает способность быстро реагировать и избегать более серьезных повреждений.

.

Форсунки Common Rail - электромагнитные и пьезоэлектрические -

Форсунки Common Rail - электромагнитные и пьезоэлектрические

Форсунки CommonRail, электромагнитные и пьезоэлектрические

Электромагнитный инжектор CR имеет в своей конструкции несколько основных компонентов:

  • Корпус форсунки
  • опрыскиватель
  • Гайка форсунки
  • Катушка соленоида с якорем
  • Клапан в сборе

Мы предоставляем двухлетнюю гарантию на наши услуги, которая является результатом очень высокого качества выполненных работ и опыта персонала.

Для получения дополнительной информации и запросов звоните:
, +48 502430150 или + 48 512 179 332

Эл. Почта: [email protected]

Форсунки

классифицируются в соответствии с подробной структурой, применением и давлением в системе. Например, форсунки Bosch делятся на: давление CRI 1.0 1350 бар давление CRIN1 1350 бар давление CRI 2.0 1450 бар давление CRI 2.1 1600 бар давление CRI 2.2 1600 бар давление CRIN2 1600 бар давление CRIN3 1800 бар CRI 3-16 (или CRI 3.0) давление 1600 бар CRI 3-18 (или CRI 3.2) давление 1800 бар CRI 3-20 (или CRI 3.3) давление 2000 бар CRI 3-16 (или CR 3.0) давление 1600 бар CRIN4 HADI (новый Mercedes Actros) CRI 3 -22 давление 2200 бар Давление CRI 3-24 2400 бар Обычно типы CRI используются в легковых автомобилях и небольших фургонах, а форсунки CRIN - в грузовых автомобилях большей вместимости, а также грузовых автомобилях, экскаваторах и сельскохозяйственных тракторах. Инжектор CR, электромагнитное управление.

Топливо под высоким давлением в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки протекает через впускное отверстие в корпус форсунки.Он попадает в форсунку через впускные каналы, а через перепускное отверстие в канал через главный клапан (распределение топлива показано на рисунке справа). Давление топлива вверху и внизу форсунки одинаково, поэтому форсунка закрыта.

Когда катушка срабатывает, якорь соленоида поднимается, и давление топлива сбрасывается сверху через небольшое промывочное отверстие. Это вызывает разницу давлений в двух камерах, и более высокое давление поднимает иглу распылителя вместе с поршнем клапана.Топливо впрыскивается в моторный отсек. Соленоид выключается, клапан закрывается и давление в камерах выравнивается. Игла закрывает поток топлива из отверстий распылителя пружиной.

Этот цикл, конечно, является основным описанием работы форсунки, и один рабочий цикл двигателя может включать несколько рабочих циклов форсунки, включая пилотную дозу и т. Д.

Для увеличения рабочих циклов Bosch, Delphi, Siemens, Denso ввели форсунки с пьезоэлектрическим элементом.

Пьезоэлектрический элемент работает быстрее, что означает возможность выполнять больше циклов за один цикл двигателя (до 5 циклов, в случае Delphi до 7 циклов). Сам принцип работы электромагнитного и пьезоэлектрического инжектора очень похож в предположениях, но есть различия в конструкции. Основное видимое отличие: электромагнитный инжектор имеет встроенную катушку в верхней части корпуса, а пьезоэлемент встроен внутри инжектора (исключением могут быть инжекторы Delphi, у которых катушка встроена в корпус, аналогичные к пьезоэлектрическим).

Пьезо-форсункам для срабатывания требуется более высокое напряжение: до 160 В для Bosch и даже больше для Delphi.

Все форсунки должны быть проверены в условиях высокой чистоты. Перед установкой на испытательный стенд его следует предварительно очистить, в том числе в ультразвуковой очистке, чтобы грязь и нагар с корпуса или распылителя не попали в измерительную систему, поскольку они, несомненно, ее повредят.

Якорь (клапан) катушки форсунки CR Bosch

Примеры неисправностей электромагнитного клапана форсунки - загрязненное топливо или очень большой пробег.

Примеры ремонта некоторых форсунок в нашей компании и их применения:

0433171679 MERCEDES ATEGO, AXOR, CITARO, TOURINO, VARIO
0433171699 REANULT KERAX, PREMIUM, ДИСТРИБУЦИЯ, LANDER, ROUTE
0433171831 MANN TGA, TGS
0433171939 MANN LION'S, DOCTREX
, NGAMEX, NGAMON LION'S, NGA , NEWHOLLAND, PAZ PAVLOVO, VOLKSWAGEN
0 433 175 321 RENAULT MAGNUM
0 433 175 395 MERCEDES VITO, SPRINTER
0 433 171963 RENAULT MIDLUM II, PREMIUM II DIST, VOLVO-FE 240, 280 260, 300, VOLVO-FE 240, 280 260, 300.
FL-240, 260, 280, 290, 320
0433171111 VASSALI, VOLVO PENTA TD
0433171159 MAN - M2000, M2000M EVOLUTION
0433171165 КОРПУС, KAELBLE-GMEINDER, SCANIA
0433171174 KASSBOHRER - S250 SPEZIAL, MAN - F90 / U90, F90 / M90 / U90
0433171206 HALLA HEAVY INDUSTRY, HYUNDAI, KOMMATSU, SAMSUNS HEAVY INDUSTRY
0433171214 MAN- F90 / U90, F2000, F12179021 SCIC 10 TURBO 4X4
0433171241 VOLVO - BM, PENTA
0433171251 DEUTZ
0433171525 DEUTZ - 2,7 1,4 2,0 ​​
0433171257 DEUTZ 3,2 4,8
0433171273 SCANIA
0433171298 КОМПЛЕКТ KASSBOHRER, MERCEDES-BENZ 900, KASSBOHRER, НАБОР MERCEDES-BENZ, BENZ 900, TOURIS
0433171326 MAN - F90 / U90, F2000, E2000, F90
0433171329 DEUTZ
0433171366 RENAULT - KERAX, PREMIUM DISTRIBUTE, PREMIUM ROUTE, ARES 3809425-0433200017
0433171398 F2000, SCANIA

  • - MAN 0433 2 VOLVO
    0433171434 SCANIA
    0433171435 CUMMINS, КОРПУС FIAT - ALLIS, MASSEY- FERGUSON, NEW HOLLAND
    0433171450 MERCEDES - ACTROS
    0433171465 DAF - 85CF, 95XF

    0433171947 IVECO1750 - EUROCAR257D
    0433175062 RENAULT - MAGNUM, MACK TRUCK
    0433175164 MERCEDES - A160, A170
    0433175173 VOLVO - B7L, B7R, FM7, FM7290, FM7310
    0433175175 АЛЬФА РОМЕ ЛАНО, FIAT - БРАВА, БРАВА, БРАВА KULTIPLA, LYBRA
    0433175196 CIROEN - BERLINGO, EVASION, JUMPY, XANTIA, XSARA PICASSO, FIAT- SCUDO, ULYSSE, LANCIA - ZETA, PEUGEOT - 206 306 406 806, ЭКСПЕРТ.
    ПАРТНЕР, CHEVROLET - ТРЕКЕР, SUZUKI - GRAND, VITARA
    0433175203 CITROEN - JUMPER, FIAT - DUCATO, DUCATO CARGO, DUCATO COMBINATO,
    DUCATO MAXI CARGO, DUCATOMINIBUS, DUCATO SCODY 900, DUCATO SCODY, DUCATO SCODY 900, DUCATO SCODY, PEUGEOT IV PEUGEOT, IVECO,
    CITYCY, - BOXER, RENAULT - MASCOTT 0 433 175 271 AGRALE - DEUTZ - MA, MT, DONGFENG - KING LONG, IVECO
    170E, 240E, CC170, EUROCARGO, HEFAZ NEFFEKAMSK - 522597,52 T7060, PAZPAVLOVO - 3237 900VLOVO - 3237
    VO 0433175272 CITROEN - C8, EVASION, JUMPY, PEUGEOT - 806807, EXPERT
    0433175278 OPEL - MOVANO, DAIL - AVANTIME, MASTER
    SPORTS - 043317529IN MASTER , PEUGEOT 0433175 C2, C3, XSARA
    0433175314 MERCEDES - E200, E220, E270
    0433175321 RENAULT - MAGNUM
    0433175327 NISSAN - INTERSTAR 2.2,2.5, OPEL - MOVANO. RENAULT - МАСТЕР 9000 7

    0445110485, 0445 110 652, EJBR02301Z

    0445124015 Iveco Stralis (насос-форсунка 0414703004) и насос CPN5S2 - 0445020195 - Iveco Stralis

    Клапан форсунки CR, Bosch

    Топливо с механическими загрязнениями. Мелкие микроскопические твердые примеси приводят к систематическому увеличению трения между взаимодействующими элементами. Через некоторое время на поршне и в цилиндре появляется видимое матирование, которое приводит к негерметичности клапана.

    Клапан форсунки CR, Bosch

    Химически загрязненное топливо, на клапанном цилиндре виден темный желтоватый налет. Такое цветение происходит и при неправильном составе и пропорциях органического топлива - биотоплива.

    Пьезоэлектрические и электромагнитные форсунки с быстрым откликом отремонтировано в нашей компании:

    0445116001 (форсунка F00VX30026, PF00VX30026) Применение: BMW 120, 320, 520, X3 2.0D

    0445117021, 0445117022, 0445117076 (распылитель F00VX40066, PF00VX40066) Применение: AUDI A4-A8 Q7 3.0 TDI, PORSCHE Cayenne, Porsche Panamera 3.0, VOLKSWAGEN Touareg 3.0 TDI

    0445116024 (распылитель F00VX30041, PF00VX30041) Применение: BMW 120, 320, 325, 330, 520, 525, 530, 740, X1, BMW X3, X5, X6, 2.0 d, 3.0 d

    0445110368, 0445110369, 0445110646, 0445110647 (электромагнитный инжектор быстрого действия) Применение: Audi 2.0TDI, Seat, Skoda, VW 2.0 TDI

    .

    ВЧ-динамики

    Высокочастотные динамики - незаменимый элемент любого комплекта громкоговорителей, если мы хотим получить чистый и выразительный звук, их также устанавливают в автомобильные громкоговорители на постоянной основе, чаще всего в центре диффузора среднечастотного динамика. Специалисты в области автомобильной аудиосистемы прекрасно знают, что без твитера, то есть твитера, аудиосистема неполноценна, и слушать музыку доставляет удовольствие
    Твитеры можно разделить на 3 группы: пьезоэлектрические, купольные и ленточные
    . Пьезоэлектрические громкоговорители сложно даже назвать громкоговорителями.Отсюда их правильное название - пьезоэлектрический преобразователь. В нем используется пьезоэлектрический эффект, то есть деформация под действием электрического напряжения (эффект, используемый в громкоговорителях) или его обратная сторона, то есть генерация напряжения под давлением (в пьезоэлектрических зажигалках, в кнопках, используемых для открывания двери в трамвае или автобусе).
    Преимущество таких громкоговорителей заключается в том, что величины (диаметр) амплитуд колебаний настолько малы, что преобразователь подходит только для генерации высоких частот, независимо от размера такого громкоговорителя

    Импеданс пьезоэлектрического динамика является емкостным, то есть он не нагружает усилитель и может быть подключен без кроссовера.Из-за того, что он дает емкостную нагрузку, не следует подключать только пьезоэлектрические динамики, так как усилитель может быть возбужден. Приходится монтировать вместе с другим «обычным» динамиком.

    Купольный динамик J est - самый распространенный твитер из-за его умеренной цены и хорошего качества воспроизведения. Он построен так же, как динамик с диафрагмой, но без диафрагмы и ее подвески, а звук излучается через купол, который также действует как пылеулавливающий кожух.Купол должен быть, как и вуфер, жестким и легким. Он изготовлен из шелка или другой ткани, пропитан и покрыт эластичным демпфирующим материалом. Он может быть изготовлен из других материалов: алюминиевого сплава или титана.
    Небольшой размер купола делает угол излучения звука намного больше, чем у диафрагменного динамика. И КПД этого преобразователя тоже больше.
    Лента в основном используется в дорогих моделях громкоговорителей, признана одним из лучших твитеров по соотношению цена / качество
    Эти твитеры работают по принципу: между двумя магнитами находится очень тонкая и легкая алюминиевая пластина, через которую проходит электричество, а именно звуковой сигнал.Эта пластина или лента одновременно является катушкой и диафрагмой, потому что, когда она приводится в движение, она генерирует звук. Чтобы он не повредился при больших прогибах, его нужно складывать как гармошку. Такая лента имеет большую полосу пропускания, чем купольные драйверы, но все же ограничивается высокими частотами.
    Ленточные твитеры имеют очень низкий импеданс и поэтому требуют встроенного трансформатора.

    .

    Измерения в пьезоэлектрической технике - Техническое обслуживание 9000 1 Пьезоэлектрический эффект, создаваемый в кристаллах кварца, успешно применяется в измерительной технике. Когда на кристалл действует сила, он генерирует дифференциальный сигнал напряжения, который прямо пропорционален приложенной к нему силе.

    Пьезоэлектрические датчики обладают множеством преимуществ и в настоящее время являются одной из ключевых технологий измерения в отрасли.

    Пьезоэлектрический эффект был открыт Петером и Якобом Кюри в 1880 году.Семьдесят лет спустя Уолтер П. Кистлер запатентовал пьезоэлектрический усилитель датчика.

    Технология измерения, основанная на пьезоэлектрическом эффекте, гарантирует повышение надежности производственного процесса, обеспечивает постоянное повышение эффективности и позволяет производить без дефицита.

    Пьезоэффект

    Измерительная техника, основанная на пьезоэлектрическом эффекте, оптимизирует производственный процесс за счет измерения силы, давления, ускорения и крутящего момента.Когда к кристаллу кварца, используемому в этой технологии, прикладывается механическая сила, он генерирует электрический сигнал, пропорциональный этой силе. Из-за высокой твердости кристалла механическая деформация невелика, обычно в пределах нескольких микрон. Когда процесс измерения является быстрым и динамичным, высокая собственная частота кварца является большим преимуществом этого измерения. Свойства кристалла меняются в зависимости от направления силы по отношению к оси пьезоэлектрического кристалла.

    Чувствительность кристалла не зависит от его размера и формы.Пьезоэлектрические датчики используются в качестве датчиков для измерения силы, крутящего момента, напряжения, а также ускорения. Они также используются в датчиках, которые чрезвычайно устойчивы к перепадам температуры. Подходящий усилитель преобразует напряжение, создаваемое кристаллом, в соответствующее выходное напряжение. Усилитель действует как электронный интегратор, используя резистор диапазона для поддержания адекватной пропорциональности между приложенной силой и выходным напряжением.

    Кварцевый датчик позволяет выполнять прямое или косвенное измерение силы.В случае прямого измерения датчик помещается в направлении силы и измеряет ее общее значение. Этот тип измерения гарантирует высокую точность и практически не зависит от точки приложения силы. Если датчик не может быть расположен точно в направлении силы, тогда он измеряет только составляющую силы, а остальная часть силы передается через монтажную конструкцию датчика. В этом случае тензодатчики используются для измерения напряжений в конструкции.

    Кварцевые датчики

    чрезвычайно стабильны, долговечны и компактны. Эти особенности обеспечивают их широкое использование в исследованиях, а также в промышленных системах и системах управления.

    Преимущества пьезоэлектрических датчиков

    Измерение с помощью пьезоэлектрических датчиков гарантирует высокое качество измерений, как динамических, так и статических. Например, измерение динамических сил используется при измерении старения и нагрузки компонентов в автомобильной промышленности.Кварцевый датчик состоит из активного элемента, который генерирует линейный выходной сигнал, пропорциональный приложенной силе. В результате один датчик может использоваться для измерений с разными диапазонами, поскольку сила измеряется непосредственно датчиком, а не косвенно путем деформации его монтажной конструкции. Эта функция объясняет, почему датчики такого типа могут исправно работать в течение десятилетий без необходимости их замены при измерении сил с высокой динамикой.

    Еще одна положительная особенность пьезоэлектрических датчиков, защищающих их от перегрузки, заключается в том, что они реагируют на силу, а не на деформацию.В результате смещения при измерении практически нет.

    Сопротивление давлению большинства датчиков находится в диапазоне 3… 108 Па, что гарантирует высокую перегрузку датчика без риска его повреждения. Более того, даже при перегрузке датчика сверх допустимых значений он не деформируется или смещается на ноль, а измерение не теряет своей линейности.


    Стефан Шафер - директор по производству Kistler Instrumente.

    .

    Пьезоэлектрические форсунки и их повреждения

    Наименее долговечными являются современные пьезоэлектрические форсунки , приводимые в действие сверхбыстрыми кристаллами, а не катушкой, благодаря чему они примерно в десять раз быстрее электромагнитных форсунок. Здесь непреодолимая граница зачастую составляет 150 тысяч человек. км пробега. В случае выхода из строя производители закажут замену пьезоэлектрических форсунок на новые. Перевод производителя прост: пьезоинжектор - слишком точный компонент, чтобы его мог открыть и отремонтировать кто-либо.Однако правда в том, что пьезоэлектрики из-за их чувствительности к низкому качеству топлива (вспомним добавление биотоплива в последние годы) часто повреждаются и создают огромный спрос на новые, поэтому производители неохотно делятся этим вкусным кусочек. Поскольку производитель не предоставил никаких технологий для ремонта пьезоинжекторов, именно соответствующая технология и точность ремонта, большой опыт и доступ к оригинальным деталям делают регенерацию пьезоэлектрических форсунок возможной и эффективной, что подтверждается окончательной распечаткой параметров впрыска. с 12-месячной гарантией и, прежде всего, довольный покупатель.

    Здесь, как и в случае электромагнитных форсунок, наибольший ущерб причиняет некачественное топливо, особенно в игле распылительного сопла. Игла опрыскивателя работает в очень сложных условиях. Он идеально сочетается с сиденьем опрыскивателя. Он нагружен очень высоким давлением и выполняет множество циклов открытия и закрытия потока топлива за короткий период времени. Кроме того, он термически нагружен, потому что наконечник распылителя находится в камере сгорания. По этой причине даже незначительные отклонения от нормы, вызванные точечной коррозией, перегревом или истиранием из-за чрезмерного износа материала, вызывают «переливание» форсунки, имеют неравномерные дозы, в результате чего масла становится больше, автомобиль работает неравномерно, дымит, режет, переходит в аварийный режим.Присутствие твердых частиц в топливе может привести к откалибровке отверстий и изменению их формы. Это вызывает изменение характеристик режима впрыска топливного потока. Частое повреждение также вызывает регулирующий клапан, который отвечает за повышенное перетекание возвратной дозы. Точное повреждение можно определить только после разборки, промывки в ультразвуковой ванне и просмотра под микроскопом в разрешении HD. Все чаще можно встретить так называемые «опилки», которые имеют место при выходе из строя насоса высокого давления в системе.Взаимодействующие металлические элементы в насосе из-за трения образуют опилки, которые попадают во всю топливную систему, сначала повреждая регулирующий клапан, а если проблема не будет быстро устранена, то и распылительное сопло. К сожалению, такое повреждение требует более масштабного ремонта. Кроме форсунок, необходимо очистить всю топливную систему - от топливного бака, по трубкам, рампе и насосу высокого давления.

    .

    Пьезоэлектрическая клавиатура - IRGA -

    KEYBOARD

    Принцип действия клавиатуры основан на пьезоэлектрическом явлении, при котором пьезоэлемент под действием деформации (давления) генерирует электрический заряд на своей поверхности. Использование пьезоэлектрических элементов для считывания нажатия клавиш позволяет использовать различные типы материалов для изготовления лицевых панелей клавиатуры из поликарбоната, алюминия, а также стекла. Особого внимания заслуживает алюминиевая передняя панель, которая является прочной, плотной и может полностью защитить клавиатуру от нежелательных помех со стороны внешнего электромагнитного поля и уменьшить электромагнитное поле, создаваемое устройством, повышая его совместимость с ЭМС.

    Клавиатуры могут быть полностью устойчивыми к любым погодным условиям и герметичными, благодаря чему мы можем получить очень высокий класс герметичности устройства. Еще одно преимущество - высокая надежность и долговечность, что объясняется отсутствием движущихся механических частей в конструкции клавиатуры.

    Электронная структура клавиатуры показана на блок-схеме. Деформация пьезоэлектрического элемента заставляет его генерировать электрический заряд, который должным образом формируется согласующей схемой, так что микроконтроллер может считывать его при нажатии кнопки.

    Работа формирующей системы отображается с помощью сигналов осциллографа. На канале 1 мы видим импульс напряжения (давление, приложенное к пьезоэлементу). Канал 2 подключается сразу за формирующей схемой (сформированный импульс, готовый к считыванию микроконтроллером).

    Встраивание микропроцессора в клавиатуру позволяет выводить сигнал в любой форме через стандартные протоколы связи (например, RS232, I2C, SPI, 1-WIRE ... и т. Д.), А также создавать совершенно новый протокол связи, выделенный и используемый только в данном устройстве (с любым типом кодирования и даже шифрованием сигнала).Также можно адаптировать к любой существующей клавиатуре и использовать в качестве замены (например, имитируя матричный соединительный провод)

    .

    Смотрите также