NederlandsAantal Bladeren:30 Auteur:Site Editor Publicatie tijd: 2023-10-09 Oorsprong:aangedreven
Piëzo -elektrische keramische materialen vertonen zowel de voorwaartse als omgekeerde piëzo -elektrische effecten en vinden uitgebreid gebruik in verschillende apparaten, waaronder piëzo -elektrische sensoren, actuatoren, transducers en filters.
Piëzo -elektrische keramische materialen
Hun toepassingen omvatten talloze sectoren zoals ruimtevaart, informatie -elektronica, industriële machines, medische behandeling en automotive -technologie. Volgens statistische projecties wordt verwacht dat de wereldwijde markt voor piëzo -elektrische materialen en apparaten een waarde van US $ 35,4 miljard zal bereiken tegen het jaar 2026.
Auto -sensoren dienen als de primaire informatiebron voor de elektronische besturingssystemen in voertuigen, waardoor ze cruciale componenten van deze systemen zijn. Omdat auto's in toenemende mate elektronica en automatisering omarmen, blijft hun afhankelijkheid van sensoren groeien. In feite kan een gewone gezinsauto meer dan 200 sensoren bevatten. Onder deze omvatten piëzo -elektrische keramische sensoren typen zoals detonatiesensoren, ultrasone sensoren en versnellingssensoren.
Een piëzo -elektrische keramische detonatiesensor bestaat uit een piëzo -elektrische keramische oscillator, een metalen plaat, een afdichtspakking, een metalen behuizing en meer. De lading gegenereerd door de piëzo -elektrische oscillator is recht evenredig met de trillingen van de motorcilinder. De resulterende spanning wordt via afgeschermde bedrading naar de elektronische besturingseenheid verzonden, waardoor detectie van de ongeveer 7 kHz vibratie-gegenereerde spanning mogelijk is. Op basis van de grootte van de spanning bepaalt de elektronische besturingseenheid het optreden van het kloppen van de motor.
Afhankelijk van de trillingsintensiteit, wordt de ontstekingstiming onmiddellijk aangepast of met een vertraging, waardoor ze van tevoren worden voorkomen. Dit zorgt ervoor dat de motor werkt in de buurt van de drempel van kloppen tijdens ontsteking, het optimaliseren van de thermische efficiëntie en het verminderen van het brandstofverbruik. Deze aanpak bereikt een knock-free operationele toestand, waardoor de motor het maximale potentieel kan uitvoeren in termen van macht en economische efficiëntie.
Ultrasone sensoren dienen als auto omgekeerde botsingsvermijding en alarmsystemen. Ze bestaan uit een aluminium legeringsmat, een piëzo-elektrische keramische transducer, geluidsabsorberende materialen en loodelektroden. Door een elektrisch signaal toe te passen op het piëzo -elektrische keramiek, worden mechanische trillingen gegenereerd, waardoor ultrasone golven worden uitgezonden. Deze golven stuiteren terug bij het tegenkomen van obstakels tijdens luchtvoortplanting. Bij het bereiken van het piëzo -elektrische keramiek genereren ze een elektrisch signaal.
Door gegevensverwerking met tijdsverschillen, berekent het systeem de afstand tussen het voertuig en de obstakels. In het geval van een naderende botsing veroorzaakt het systeem een alarm. Deze technologie detecteert nauwkeurig kleine obstakels achter het voertuig of in de blinde vlekken van de bestuurder. Bovendien worden ultrasone sensoren gebruikt in elektronisch gecontroleerde suspensiesystemen om de afstand tussen het chassis van het voertuig en het wegoppervlak direct te controleren.
Piëzo -elektrische keramische versnellingssensoren vinden toepassing in auto -airbagsystemen. Deze sensoren bestaan uit twee piëzo -elektrische keramische platen die samen met een gedeelde interne elektrode zijn gebonden, waardoor een diodestructuur wordt gevormd. Ze zijn geïnstalleerd in de richting van voertuigbeweging, geconfigureerd als cantileverstralen en geïntegreerd met het perifere circuit met behulp van dikke filmtechnologie.
Gehuizen in een behuizing, detecteren deze sensoren de momentane botsingsintensiteit van het voertuig, of het nu bij lage of hoge snelheden is en om te zetten in een elektrische signaaluitgang. In botsingen met hoge intensiteit wordt de airbag onmiddellijk en nauwkeurig ingezet, waardoor de veiligheidsprestaties van het voertuig worden verbeterd.
Piëzo -elektrische keramiek benutten het inverse piëzo -elektrische effect om piëzo -elektrische actuatoren te creëren, veel gebruikt in de autosector voor taken zoals het regelen van elektrische achteruitkijkspiegels, elektrische deuren en ramen en elektrische stoelen. Deze vorm van activering biedt verschillende voordelen: het vermindert aanzienlijk de motorregrootte, beschikt over precieze controle, blijft immuun voor elektromagnetische interferentie, werkt stil en kan direct lineaire bewegingsregeling vergemakkelijken zonder een conversiemechanisme te vereisen om rotatiebeweging in lineaire beweging te vertalen.
Een opmerkelijke innovatie in de auto -industrie is de piëzo -elektrische injector, een nieuw brandstofinjectiesysteem aangedreven door piëzo -elektrisch keramiek. Deze technologie maakt nauwkeurige controle over injectievolume en timing mogelijk, wat leidt tot verbeterde brandstofefficiëntie en verminderde uitlaatemissies. Piëzo -elektrische injectoren zijn een nietje geworden in geavanceerde elektronische injectiesystemen voor auto's, wat beter presteert dan traditionele mechanische carburateurs. Ze kunnen het motorvermogen met 5% tot 10% stimuleren en tegelijkertijd het benzineverbruik met dezelfde marge verminderen, wat resulteert in een vermindering van de uitlaatemissies met 20%.
De meeste piëzo -elektrische keramische stuurprogramma's die worden gebruikt in piëzo -elektrische injectoren in de markt vertrouwen op conventionele PZT piëzo -elektrische keramiek. Deze keramiek is de voorkeur vanwege hun verhoogde piëzo -elektrische coëfficiënt, betrouwbare prestaties en robuuste mechanische sterkte. Desalniettemin zweeft hun Curie -temperatuur (TC) rond 360 ° C, waardoor het gebruik ervan wordt beperkt tot temperaturen onder 180 ° C. Bijgevolg is er een onmiddellijke behoefte aan de ontwikkeling van piëzo-elektrische materialen op hoge temperatuur die uitzonderlijke prestaties, kosteneffectiviteit en temperatuurstabiliteit bieden om hun toepasbaarheid in uitdagende omgevingen uit te breiden.
Lawaai in auto's is een belangrijke factor geworden die de algehele rijervaring beïnvloedt. Wanneer een auto wordt aangedreven bij lage snelheden en de remblokken contact maken met de rotor, kan dit leiden tot trillingen, soms leiden tot onaangename, harde geluiden. Hoewel dit geluid geen invloed heeft op de remprestaties, vereist het vaak de onnodige vervanging van remblokken en de toevoeging van verschillende componenten zoals pakkingen en geluidsabsorberende materialen om het geluid te elimineren.
Een effectieve oplossing om dit probleem te verzachten, is om een eenvoudig piëzo -elektrisch keramische remmechanisme in de remzuiger van de auto op te nemen. Dit mechanisme introduceert een gecontroleerde, periodieke 'jitter ' in de ondersteuningsplaat in de remblokken. Deze gecontroleerde trillingen dempt effectief de trillingen die verantwoordelijk zijn voor de scherpe geluiden, waardoor aanpassingen mogelijk zijn op basis van factoren zoals temperatuur, vochtigheid en remomstandigheden. Deze oplossing werkt naadloos als onderdeel van de reguliere slijtage van het aandrijfsysteem van het voertuig.
Bij verkeersongevallen is bandenfalen een belangrijke bijdragende factor aan plotselinge incidenten, met bandenuitslag die goed zijn voor een opmerkelijk deel van dergelijke ongevallen. Bijgevolg zijn het handhaven van de juiste bandenspanning tijdens het rijden en het onmiddellijk detecteren van bandenlekken cruciale maatregelen voor het voorkomen van banden.
Piëzo -sensor voor wielbalanceringsmachine
De heersende oplossing voor geautomatiseerde bandenconditie -monitoring in voertuigen is het bandendrukbewakingssysteem (TPMS). Dit systeem bewaakt continu en automatisch de bandenspanning in realtime terwijl het voertuig in beweging is, waarschuwingen voor zowel bandenlekkage als lage luchtdruk om de verkeersveiligheid te verbeteren.
Momenteel zijn TPMS -producten afhankelijk van batterijen voor vermogen, die onvermijdelijk bepaalde nadelen met zich meebrengen, waaronder bulkiness, de behoefte aan periodieke batterijvervanging, prestatieafbraak in extreme temperaturen en algehele levensduur van de batterij. Bijgevolg is er een groeiende interesse in het verkennen van passieve TPMS -oplossingen. De unieke eigenschappen van piëzo -elektrische keramiek bieden inderdaad veelbelovende wegen voor de ontwikkeling van passieve TPMS -technologie.
In de afgelopen jaren, aangezien het aantal auto's in ons land is gestegen, zijn de verwachtingen van mensen voor voertuigveiligheid en -comfort aanzienlijk gegroeid. Deze trend zal naar verwachting doorgaan als technologieën zoals piëzo -elektrische keramische materialen en structuren, milieubehoud, composieten, nanotechnologie en andere innovaties, de ontwikkeling en toepassing van geavanceerde piëzo -elektrische keramiek in de auto -industrie verder stimuleren.
