氣動(dòng)閥中的壓電技術(shù)

多重優(yōu)勢(shì)的未來(lái)技術(shù)，可用于多種行業(yè)

壓電技術(shù)在氣體輸配中的效率和精度十分亮眼，同時(shí)還具有超高的節(jié)能、無(wú)噪音工作和工作時(shí)不產(chǎn)生熱量的優(yōu)點(diǎn)。在半導(dǎo)體行業(yè)、自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室或醫(yī)療技術(shù)中，可被用于高速拾放應(yīng)用、高精度點(diǎn)膠或在便攜式設(shè)備中用于給病人可靠地提供氧氣供應(yīng)。壓電閥的原理*不同于傳統(tǒng)的電磁閥。取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，壓電閥可執(zhí)行多種閥功能，從而滿足不同的要求。Festo 提供豐富的解決方案產(chǎn)品組合，有兩位兩通比例閥，也有比例節(jié)流閥和壓力調(diào)節(jié)閥，以及用作用于工業(yè) 4.0 的數(shù)字控制終端中的先導(dǎo)閥。

壓電技術(shù)歷史和原理

簡(jiǎn)史

壓電效應(yīng) (源于希臘語(yǔ) "Πιεζ?“ (Piezo) = 壓電)，由居里兄弟（雅克·居里和皮埃爾·居里，后者是居里夫人的丈夫）于 1880 年發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)現(xiàn)在機(jī)械負(fù)載下，特定的不導(dǎo)電材料會(huì)在表面產(chǎn)生電荷，變得導(dǎo)電。

什么是壓電元件？

壓電元件是機(jī)電換能器。通過(guò)所謂的正壓電效應(yīng)，壓電元件將機(jī)械力（壓力、張力或加速度）轉(zhuǎn)換成一個(gè)可測(cè)量的電壓。逆壓電效應(yīng)的作用正好相反：當(dāng)接通電壓時(shí)壓電元件會(huì)發(fā)生形變，從而產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)或振幅。

原理

壓電材料通常為特殊的陶瓷材料，表面結(jié)構(gòu)導(dǎo)電，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，反之亦然。壓電陶瓷中的分子晶格結(jié)構(gòu)在居里溫度 (TC) 以下時(shí)為非對(duì)稱，所以是個(gè)偶極。用強(qiáng)電場(chǎng)，就可讓壓電陶瓷極化，或換言之，讓晶格結(jié)構(gòu)按優(yōu)先方向排列。這時(shí)陶瓷材料具有了壓電屬性，接通電壓后會(huì)產(chǎn)生形變。沿著電場(chǎng)線發(fā)生物理形變。因?yàn)樘沾傻捏w積恒定，所以收縮時(shí)與電場(chǎng)線呈直角。基于壓電的驅(qū)動(dòng)器具有幾乎不需要任何能源的特點(diǎn)。用電氣術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，壓電元件是一個(gè)由兩個(gè)導(dǎo)電板和作為介電體的壓電陶瓷材料組成的電容器。只有電容器充電時(shí)才會(huì)有電流。充電完成后，電流變?yōu)榱?。因?yàn)楣β实挠?jì)算等式為電壓 x 電流，所以如果沒(méi)有更多的電流流通，那么功率就是零。在需要能效的場(chǎng)合，在壓電驅(qū)動(dòng)器復(fù)位后甚至可實(shí)現(xiàn)恢復(fù)充電。隨后，可再次用于新一次的充電工作循環(huán)。