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高溫型振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)壓電陶瓷的考量因素

物位開(kāi)關(guān)/物位儀表 ? 來(lái)源:物位開(kāi)關(guān) ? 作者:物位開(kāi)關(guān) ? 2022-06-06 17:57 ? 次閱讀

壓電陶瓷片是振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)的核心部件,它使儀表探頭在諧振頻率下產(chǎn)生振動(dòng)及信號(hào)接收,并通過(guò)智能電路單元處理分析輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào),來(lái)判斷物料的存在。如果在較高的工作溫度下選用溫度特性差的壓電材料,料位開(kāi)關(guān)的振動(dòng)會(huì)很快減弱,經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作,或使壓電陶瓷損壞,振動(dòng)開(kāi)關(guān)失效,導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)或判斷物料的存在,從而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。既然壓電陶瓷的好壞在較高工作溫度下對(duì)料位開(kāi)關(guān)有這么大的影響,那么,選擇高溫型振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)壓電陶瓷都有哪些考量的因素呢?

我們知道,作為一種新興的功能陶瓷材料,壓電陶瓷具有壓電效應(yīng),它可以將機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換。而壓電陶瓷之所以具有正負(fù)壓電效應(yīng),是由于其內(nèi)部存在自發(fā)極化行為,這些自發(fā)極化再經(jīng)過(guò)人工極化工序處理而被迫取向排列后,陶瓷內(nèi)即存在剩余極化強(qiáng)度。如果在外界(如壓力或電場(chǎng))的作用下能夠使此極化強(qiáng)度發(fā)生變化,陶瓷就出現(xiàn)了壓電效應(yīng)。

振棒料位開(kāi)關(guān)壓電陶瓷組裝完成

基于此,衡量壓電陶瓷的性能參數(shù),通常有介電常數(shù)ε,壓電常數(shù)d,機(jī)電耦合系數(shù)kp,品質(zhì)因數(shù)Qm以及居里溫度Tc等等。所以,在選擇高溫型振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)壓電陶瓷時(shí)也主要應(yīng)從上述參數(shù)進(jìn)行考量。

首先,溫度因素對(duì)壓電陶瓷性能的影響最為顯著。壓電陶瓷有一個(gè)極限使用溫度,當(dāng)溫度達(dá)到這一極限溫度時(shí),壓電陶瓷就會(huì)失去壓電性能,這一溫度被稱為居里溫度。隨著溫度的上升,壓電材料的一些電特性參數(shù)會(huì)進(jìn)一步下降,從而影響傳感器的輸出靈敏度,并使傳感器的低頻響應(yīng)變壞。

一般情況下,壓電陶瓷的安全工作溫度處于0℃到1/2居里溫度之間。而由于物位開(kāi)關(guān)具體應(yīng)用工況較為復(fù)雜,尤其在高溫工況下,對(duì)壓電陶瓷材料的性能提出的要求更高。

因此,在對(duì)高溫等惡劣環(huán)境下工作的壓電陶瓷進(jìn)行選型時(shí),為獲得較寬的工作溫度范圍,應(yīng)盡量選取居里溫度高些和熱穩(wěn)定性好些的壓電材料。

其次,選用的壓電陶瓷的介電常數(shù)、壓電常數(shù)和機(jī)電耦合系數(shù)應(yīng)盡可能大。

最后,為提高材料的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性,還應(yīng)選擇添加有“變價(jià)”添加物的壓電材料,以使材料“軟”“硬”性質(zhì)兼有,穩(wěn)定性更強(qiáng)。

經(jīng)過(guò)對(duì)壓電陶瓷應(yīng)用的深入研究和多次高溫試驗(yàn),計(jì)為工程師選擇適合高溫工況工作的壓電器件,為計(jì)為振動(dòng)式物位開(kāi)關(guān)在高溫工況下穩(wěn)定工作提供了可靠保障。計(jì)為儀表在實(shí)踐中的穩(wěn)定表現(xiàn),也受到了用戶的一致好評(píng)。

審核編輯:符乾江

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