Türk diliGörüntüleme sayısı:30 Yazar:Bu siteyi düzenle Gönderildi: 2023-10-09 Kaynak:Bu site
Piezoelektrik seramik malzemeler hem ileri hem de ters piezoelektrik etkileri sergiler ve piezoelektrik sensörler, aktüatörler, dönüştürücüler ve filtreler dahil olmak üzere çeşitli cihazlarda kapsamlı kullanım bulur.
Piezoelektrik seramik malzemeler
Uygulamaları havacılık, bilgi elektroniği, endüstriyel makineler, tıbbi tedavi ve otomotiv teknolojisi gibi birçok sektöre sahiptir. İstatistiksel projeksiyonlara göre, piezoelektrik malzemeler ve cihazlar için küresel pazarın 2026 yılına kadar 35,4 milyar ABD Doları değerine ulaşması bekleniyor.
Otomotiv sensörleri, araçlardaki elektronik kontrol sistemleri için birincil bilgi kaynağı olarak hizmet ederek bu sistemlerin önemli bileşenlerini yapar. Otomobiller elektronik ve otomasyonu giderek daha fazla kucakladıkça, sensörlere bağımlılıkları artmaya devam ediyor. Aslında, sıradan bir aile arabası 200'den fazla sensör içerebilir. Bunlar arasında piezoelektrik seramik sensörler, patlama sensörleri, ultrasonik sensörler ve ivme sensörleri gibi türleri içerir.
Bir piezoelektrik seramik patlama sensörü, bir piezoelektrik seramik osilatör, bir metal tabaka, bir sızdırmazlık contası, metal gövde ve daha fazlasını içerir. Piezoelektrik osilatör tarafından üretilen yük, motor silindirinin titreşimleriyle doğru orantılıdır. Elde edilen voltaj, yaklaşık 7kHz titreşim tarafından üretilen voltajın tespitine izin vererek korumalı kablolama yoluyla elektronik kontrol ünitesine iletilir. Voltajın büyüklüğüne dayanarak, elektronik kontrol ünitesi motor vurma oluşumunu belirler.
Titreşim yoğunluğuna bağlı olarak, ateşleme zamanlaması derhal veya gecikme ile ayarlanır ve önceden çalmayı önler. Bu, motorun ateşleme sırasında çalma eşiğine yakın çalışmasını, termal verimliliği optimize etmesini ve yakıt tüketimini azaltmasını sağlar. Bu yaklaşım, motorun güç ve ekonomik verimlilik açısından maksimum potansiyelinde performans göstermesini sağlayan nakavtsız bir operasyonel duruma ulaşır.
Ultrasonik sensörler araba ters çarpışması önleme ve alarm sistemleri olarak işlev görür. Bir alüminyum alaşım gövdesi, piezoelektrik seramik dönüştürücü, ses emici malzemeler ve kurşun elektrotlardan oluşur. Piezoelektrik seramiklere bir elektrik sinyali uygulanarak, ultrasonik dalgalar yayarak mekanik titreşimler üretilir. Bu dalgalar hava yayılımı sırasında engellerle karşılaştıktan sonra geri döner. Piezoelektrik seramiklere ulaştıktan sonra bir elektrik sinyali üretirler.
Zaman farklılıklarını içeren veri işleme yoluyla, sistem araç ve engeller arasındaki mesafeyi hesaplar ve görüntüler. Yaklaşan bir çarpışma durumunda, sistem bir alarmı tetikler. Bu teknoloji, aracın arkasında veya sürücünün kör noktaları içinde bulunan küçük engelleri doğru bir şekilde tespit eder. Ek olarak, ultrasonik sensörler, aracın şasisi ile yol yüzeyi arasındaki mesafeyi doğrudan izlemek için elektronik olarak kontrol edilen süspansiyon sistemlerinde kullanılır.
Piezoelektrik seramik ivme sensörleri otomotiv hava yastığı sistemlerinde uygulama bulur. Bu sensörler, bir diyot yapısı oluşturan, paylaşılan bir dahili elektrotla bağlanmış iki piezoelektrik seramik tabakadan oluşur. Araç hareketi yönüne monte edilirler, konsol kirişleri olarak yapılandırılır ve kalın film teknolojisi kullanılarak periferik devre ile entegre edilirler.
Bir kasa içinde bulunan bu sensörler, düşük veya yüksek hızlarda olsun, aracın anlık çarpışma yoğunluğunu algılar ve bir elektrik sinyal çıkışına dönüştürür. Yüksek yoğunluklu çarpışmalarda, hava yastığı derhal ve doğru bir şekilde konuşlandırılır ve aracın güvenlik performansını artırır.
Piezoelektrik seramikler, elektrik dikiz aynalarını, elektrik kapılarını ve pencereleri ve elektrikli koltukları kontrol etme gibi görevler için otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılan piezoelektrik aktüatörler oluşturmak için ters piezoelektrik etkiyi kullanır. Bu çalıştırma biçimi çeşitli avantajlar sunar: motor boyutunu önemli ölçüde azaltır, hassas kontrole sahiptir, elektromanyetik parazite karşı bağışık kalır, sessizce çalışır ve dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmek için bir dönüşüm mekanizması gerektirmeden doğrudan doğrusal hareket kontrolünü kolaylaştırabilir.
Otomotiv endüstrisindeki kayda değer bir yenilik, piezoelektrik seramikler tarafından sürülen yeni bir yakıt enjeksiyon sistemi olan piezoelektrik enjektördür. Bu teknoloji, enjeksiyon hacmi ve zamanlaması üzerinde hassas kontrol sağlar, bu da daha fazla yakıt verimliliğine ve egzoz emisyonlarının azalmasına yol açar. Piezoelektrik enjektörler, geleneksel mekanik karbüratörlerden daha iyi performans gösteren gelişmiş otomobil elektronik enjeksiyon sistemlerinde bir temel haline gelmiştir. Motor gücünü% 5 ila% 10 artırabilirken, benzin tüketimini aynı marjla aynı anda azaltabilirler, bu da egzoz emisyonlarında% 20'lik bir azalmaya neden olur.
Piyasadaki piezoelektrik enjektörlerde kullanılan piezoelektrik seramik sürücülerin çoğu geleneksel PZT piezoelektrik seramiklerine dayanmaktadır. Bu seramikler yüksek piezoelektrik katsayısı, güvenilir performans ve sağlam mekanik mukavemetleri için tercih edilir. Bununla birlikte, curie sıcaklıkları (TC) 360 ° C civarında yer alır ve kullanımlarını 180 ° C'nin altındaki sıcaklıklarla sınırlar. Sonuç olarak, zorlu ortamlarda uygulanabilirliklerini genişletmek için olağanüstü performans, maliyet etkinliği ve sıcaklık stabilitesi sunan yüksek sıcaklıklı piezoelektrik malzemelerin geliştirilmesine acil bir ihtiyaç vardır.
Arabalardaki gürültü, genel sürüş deneyimini etkileyen önemli bir faktör haline gelmiştir. Bir araba düşük hızlarda sürüldüğünde ve fren balataları rotorla temas kurduğunda, titreşimlere neden olabilir, bazen hoş olmayan, sert seslere yol açar. Bu gürültü fren performansını etkilemese de, genellikle fren balatalarının gereksiz şekilde değiştirilmesini ve gürültüyü ortadan kaldırmak için contalar ve ses emici malzemeler gibi çeşitli bileşenlerin eklenmesini gerektirir.
Bu sorunu azaltmak için etkili bir çözüm, otomobilin fren pistonuna basit bir piezoelektrik seramik fren mekanizmasını dahil etmektir. Bu mekanizma, fren balatası düzeneği içindeki destek plakasına kontrollü, periyodik bir 'titreşim ' getirir. Bu kontrollü titreşim, keskin seslerden sorumlu titreşimleri etkili bir şekilde nemlendirerek sıcaklık, nem ve frenleme koşulları gibi faktörlere göre ayarlamalara izin verir. Bu çözüm, aracın tahrik sisteminin düzenli aşınması ve yıpranmasının bir parçası olarak sorunsuz bir şekilde çalışır.
Trafik kazalarında, lastik arızası ani olaylara önemli bir katkıda bulunan faktördür, lastik patlamaları bu tür kazaların dikkate değer bir kısmını oluşturur. Sonuç olarak, sürüş sırasında uygun lastik basıncının korunması ve lastik sızıntılarının derhal tespit edilmesi, lastik patlamalarını önlemek için önemli önlemlerdir.
Tekerlek dengeleme makinesi için piezo sensörü
Araçlarda otomatik lastik koşulu izlemesi için geçerli çözüm, lastik basıncı izleme sistemidir (TPMS). Bu sistem, araç hareket halindeyken lastik basıncını gerçek zamanlı olarak sürekli ve otomatik olarak izler, yol güvenliğini artırmak için hem lastik sızıntısı hem de düşük hava basıncı için uyarılar verir.
Şu anda, TPMS ürünleri, hacim, periyodik pil değişimi ihtiyacı, aşırı sıcaklıklarda performans bozulması ve genel olarak azaltılmış pil ömrü gibi bazı dezavantajları kaçınılmaz olarak gerektiren güç için pillere güvenmektedir. Sonuç olarak, pasif TPMS çözümlerini keşfetmeye artan ilgi vardır. Gerçekten de, piezoelektrik seramiklerin benzersiz özellikleri, pasif TPMS teknolojisinin geliştirilmesi için umut verici yollar sunmaktadır.
Son yıllarda, ülkemizdeki otomobil sayısı arttıkça, insanların araç güvenliği ve konforu beklentileri önemli ölçüde arttı. Bu eğilimin piezoelektrik seramik malzemeleri ve yapıları, çevre koruma, kompozitler, nanoteknoloji ve diğer yenilikler gibi teknolojiler olarak devam etmesi beklenmektedir.
