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压电促动器的介绍及其应用

提到压电促动器,首先就必须要说到压电叠堆陶瓷,它又作叫叠层微位移压电陶瓷或多层堆叠压电陶瓷微动装置,可用于微观定位、阀门控制、减震等应用。压电叠堆陶瓷作为机电换能器能将电信号转换成机械位移并应用于调节控制系统,多层堆叠结构压电陶瓷具有体积小、位移分辨率极高、响应速度快、低电压驱动、输出力大等特点。 

压电促动器(也被称作压电陶瓷促动器或机械封装压电陶瓷)是将叠堆压电陶瓷作为核心驱动源,并为其商讨特殊的机构结构,包括移动端、固定端、外壳、内部与叠堆压电陶瓷相连接的柔性铰链预紧结构等,将叠堆压电陶瓷精心装配到该机械结构内,就形成机械封装压电陶瓷,通常我们也将它叫作压电促动器、压电陶瓷促动器。

           

压电促动器可将叠堆压电陶瓷的高分辨率、高响应速度、大出力等优点完全展现,且它可输出叠堆压电陶瓷产生的微纳米量级的位移。不仅如此,压电促动器也弥补了叠堆压电陶瓷不能承受拉力的缺点,并且增加的外部壳体,对叠堆压电陶瓷也起到了保护作用,可适用于其他恶劣环境。 

芯明天可根据客户的具体使用情况,定制压电促动器,例如定制特殊的引脚。而对于可能会受到扭力的应用,可对压电促动器的结构进行改进,使其可承受一定的扭力;对于高频或高温环境工作情况,可对压电促动器的壳体上设计多个散热孔,其进行风冷、水冷等散热提供相应接口。

                 

 

压电促动器,根据驱动电压的不同,压电陶瓷促动器可分为高压压电陶瓷促动器与低压压电陶瓷促动器。高压压电陶瓷促动器内部由高压叠堆压电陶瓷驱动,驱动电压一般高达500V或1000V;低压压电陶瓷促动器内部由低压压电陶瓷驱动,驱动电压一般约150V左右。高压压电促动器具有更低的静电容量,且出力一般比低压压电促动器高。

从外形状上,压电陶瓷促动器又可分为柱形压电陶瓷促动器及环形压电陶瓷促动器。顾名思义,柱形压电促动器的外形类似圆柱形,而环形压电促动器是中心具有通孔的压电促动器,它非常适用于光透射的应用。 

压电促动器,它的外径越大,它有出力就越大,芯明天标准产品中它的大出力约为50000N。另外,压电促动器的长度越长,它的能够输出的位移就越大,芯明天标准产品中,它的大长度可达200mm,相应它大的位移可达260μm。

 

芯明天压电促动器的标准长度为9mm至200mm,标准外径为9mm至45mm,输出位移为9μm260μm,出力为200N至50000N。其中环形压电促动器的内孔径范围为5mm至25mm。

压电促动器的应用案例

腔调谐

 1.3GHz超导直线加速器技术是国际先进加速器技术的主要发展方向之一,是基于能量回收型直线加速器的硬X射线光源(ERL)、高能强流质子加速器、国际直线对撞机(ILC)等的核心技术。利用压电陶瓷的大出力和微位移对腔体内的频带进行调节。

 

 

硬度测试

封装陶瓷的外径越大,其大出力越大,外径VS45的封装陶瓷大出力可达50000N。硬度测试主要是利用压电陶瓷的大出力,对被测物体进行硬度测试

 

 

微细电火花加工

采用微细电火花加工微小孔过程中会产生很多碎屑,这会严重影响电火花加工的度及加工速度。设备中采用压电促动器,利用其微纳米级位移,高频振动,大出力等特性将加工产生的碎屑进行有效的清除,起到优异的导屑作用

 

 

细胞穿透

细胞的尺寸一般只有几个微米大小,甚至更小。在研究细胞结构或病理实验中,需要将探针准确的送入细胞内部。而压电促动器可做纳米级移动,它可带动探针或样品细胞做纳米级微运动,将探针准确的送入细胞内部,又不损伤细胞结构,已被广泛应用于生物科技及生命科学等领域中

 

 

减震抑震

震动是很多机械系统中需要避免或消除的,如航空航天、汽车行业等。在震动监测系统中监测到震动时,通过给压电促动器施加电信号,使压电促动器随之产生与震动方向相反的位移,从而抵消震动

 

 

 

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