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壓電陶瓷之應用二

2.在電聲等設備上的應用

這種應用是通過壓電效應,將電能轉換成聲能,或將聲能轉換成電能的一種換能器,有壓電陶瓷揚聲器、送受話器、蜂鳴器等。

(1) 壓電陶瓷受話器

受話器即受話聽筒,通常采用電磁型或電動型,但壓電陶瓷受話器具有質量輕、不怕電磁干擾、可小型化等特點而受到重視。

(2)壓電陶瓷蜂鳴器

壓電陶瓷蜂鳴器是應用應用壓電陶瓷發聲元件(通稱蜂鳴片)制成的電聲器件,它與電磁型蜂鳴器相比,具有以下優點

①無觸點,高可靠,長壽命,無射電噪音;

②音色清晰,在雜響中穿透能力強;

③變化電路,可發出各種音調;

④功耗小,工作電流很小,僅為電磁型蜂鳴器的1/10~1/2;

⑤體積小,質量輕,厚度薄,適合集成化的需要。

壓電陶瓷峰鳴器應用很廠,例如火災報警,煙霧和氣體報警,汽車速度報警,防盜報警,礦井瓦斯報警;電子手表,電子門鈴,電子計算器、儀器等報時及音訊傳遞指示等:電子玩具、音樂卡以及遙控呼喚器,大量使用壓電蜂鳴器。

壓電陶瓷瓷蜂鳴器發生元件,一般采用膜片,其外形尺寸為直徑 10~50mm, 總厚度為0. 4~0.5mm。當在壓電陶瓷發生元件上施加交變電壓時,發聲元件產生撓曲振動而發出聲音。

3. 在計測儀器上的應用

用壓電陶瓷制成各種測量和感知動態的或靜態的各種力、加速度、沖擊和振動等各種物理量及其變化的傳感器。目前已用于各種檢測儀表和控制系統中,成為這些儀表及控制系統的關鍵部件,這類元件有壓電陀螺、壓電加速計、壓電陶瓷壓力表、壓電流量計、結霜傳感器、表面粗糙度測量儀、壓電電子秤等。

如在壓電體上附加質量,就可制成加速度計,這就是說,將與質量和加速的乘積成比例的力加在壓電體上,其輸出電壓與加速度成比例。此時,使用具有切變模式的

壓電陶瓷,就能測量與壓電體板面成平行方向的加速度。

4. 在水聲設備中的應用

這是壓電陶瓷極為重要的一個應用領域。水聲設備是指利用聲波傳播信息來完成水下觀察、通訊和探測等的設備。

電磁波在空氣中傳播時衰弱很少,在水中衰減很大,所以雷達和無線電設備不能用來對水下進行觀察、通訊和探測。而聲波在水中誤差小,因此借助于聲波在水中的傳播來實現上述這些用途。因此用壓電陶甕材料來制造水聲設備的的元器件大有用途,如海洋地質調查、海底地質探測、編制海圖、航道疏通及港務工程、海底電纜及指導漁業作業、海底及水中目標和設施的探測和識別。

5.在超聲儀器上的應用

這類儀器有超聲清洗器、超聲馬達、超聲傳聲器、超聲波脈沖診斷器、超聲霧化器、超聲顯微鏡等。例如超聲波探傷儀,對材料的內部及混凝土構件進行探傷,利用超聲檢測腦和心臟的診斷、產科和妊娠診斷等。

6. 壓電濾波器的應用

這類應用有聲體波濾波器和聲表面波濾波器。聲體波濾波器其振動模式及振動波的傳輸方式都是聲體波,這類器件叫做聲體波濾波器。如果其振動模式及振動波的傳輸方式都是聲表面波,這類器件叫做聲表面波濾波器。

聲體波器件有能阱模壓電陶瓷器件、壓電陶瓷諧振器、壓電音叉、壓電延遲器等。聲表面波器件有聲表面波延遲器、聲表面波諧振器、聲表面波放大器等。


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