DeutschAnzahl Durchsuchen:30 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2023-10-09 Herkunft:Powered
Piezoelektrische Keramikmaterialien weisen sowohl die vorwärts- als auch umgekehrten piezoelektrischen Effekte auf und finden in verschiedenen Geräten, einschließlich piezoelektrischer Sensoren, Aktuatoren, Wandler und Filter, eine umfassende Nutzung.
Piezoelektrische Keramikmaterialien
Ihre Anwendungen umfassen zahlreiche Sektoren wie Luft- und Raumfahrt, Informationselektronik, Industriemaschinen, medizinische Behandlung und Automobiltechnologie. Nach statistischen Prognosen wird erwartet, dass der globale Markt für piezoelektrische Materialien und Geräte bis zum Jahr 2026 einen Wert von 35,4 Milliarden US -Dollar erreicht.
Automobilsensoren dienen als primäre Informationsquelle für die elektronischen Steuerungssysteme in Fahrzeugen und machen sie entscheidende Komponenten dieser Systeme. Da Automobile zunehmend Elektronik und Automatisierung annehmen, wächst ihre Abhängigkeit von Sensoren weiter. Tatsächlich kann ein gewöhnliches Familienauto über 200 Sensoren einbeziehen. Unter diesen umfassen piezoelektrische Keramiksensoren Typen wie Detonationssensoren, Ultraschallsensoren und Beschleunigungssensoren.
Ein piezoelektrischer Keramik -Detonationssensor umfasst einen piezoelektrischen Keramikoszillator, ein Metallblech, eine Dichtdichtung, ein Metallgehäuse und vieles mehr. Die vom piezoelektrische Oszillator erzeugte Ladung ist direkt proportional zur Vibrationen des Motorzylinders. Die resultierende Spannung wird durch abgeschirmte Verkabelung an die elektronische Kontrolleinheit übertragen, wodurch die ungefähr 7 kHz-Vibrationsgenerierte Spannung erfasst wird. Basierend auf der Größe der Spannung bestimmt die elektronische Steuereinheit das Auftreten des Motorklopfens.
Abhängig von der Schwingungsintensität wird das Zündzeitpunkt entweder sofort oder mit einer Verzögerung eingestellt, wodurch das Klopfen im Voraus verhindern wird. Dies stellt sicher, dass der Motor in der Nähe der Schwelle des Klopfens während der Zündung arbeitet, die thermische Effizienz optimiert und den Kraftstoffverbrauch verringert. Dieser Ansatz erreicht einen klopffreien Betriebszustand, sodass der Motor in Bezug auf Macht und wirtschaftliche Effizienz seines maximalen Potenzials maximiert.
Ultraschallsensoren dienen als Umkehrkollisionsvermeidung und Alarmsysteme für das Auto. Sie bestehen aus einem Aluminiumlegierungsgehäuse, einem piezoelektrischen Keramikwandler, schallabsorbierenden Materialien und Bleielektroden. Durch die Anwendung eines elektrischen Signals auf die piezoelektrische Keramik werden mechanische Schwingungen erzeugt, wodurch Ultraschallwellen emittiert werden. Diese Wellen werden auf Hindernisse während der Luftausbreitung zurücktreten. Beim Erreichen der piezoelektrischen Keramik erzeugen sie ein elektrisches Signal.
Durch die Datenverarbeitung, die Zeitunterschiede beinhaltet, berechnet das System den Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernissen. Bei einer bevorstehenden Kollision löst das System einen Alarm aus. Diese Technologie erkennt genau kleine Hindernisse hinter dem Fahrzeug oder innerhalb der blinden Flecken des Fahrers. Zusätzlich werden Ultraschallsensoren in elektronisch gesteuerten Aufhängungssystemen verwendet, um den Abstand zwischen dem Fahrgestell des Fahrzeugs und der Straßenoberfläche direkt zu überwachen.
Piezoelektrische Keramikbeschleunigungssensoren finden Anwendung in Automobil -Airbag -Systemen. Diese Sensoren bestehen aus zwei piezoelektrischen Keramikblättern, die mit einer gemeinsamen internen Elektrode verbunden sind und eine Diodenstruktur bilden. Sie sind in Richtung der Fahrzeugbewegung installiert, als Ausleger Strahlen konfiguriert und mithilfe der Dickdickfilmtechnologie in die periphere Schaltung integriert.
In einem Gehäuse befinden sich diese Sensoren und erkennen die momentane Kollisionsintensität des Fahrzeugs, sei es bei niedrigen oder hohen Geschwindigkeiten und wandelt sie in einen elektrischen Signalausgang um. Bei Kollisionen mit hoher Intensität wird der Airbag umgehend und genau eingesetzt, wodurch die Sicherheitsleistung des Fahrzeugs verbessert wird.
Piezoelektrische Keramik nutzen den inversen piezoelektrischen Effekt, um piezoelektrische Aktuatoren zu erzeugen, die im Automobilsektor weit verbreitet sind, um Aufgaben wie die Steuerung der elektrischen Rückspiegel, elektrischen Türen und Fenster und elektrischen Sitzen zu steuern. Diese Form der Betätigung bietet mehrere Vorteile: Sie reduziert die motorische Größe erheblich, verfügt über eine präzise Kontrolle, bleibt gegen elektromagnetische Interferenzen immun, arbeitet leise und kann die lineare Bewegungsregelung direkt erleichtern, ohne einen Umwandlungsmechanismus zur Übersetzung der Drehbewegung in die lineare Bewegung zu übersetzen.
Eine bemerkenswerte Innovation in der Automobilindustrie ist der piezoelektrische Injektor, ein neuartiges Kraftstoffeinspritzsystem, das von piezoelektrische Keramik angetrieben wird. Diese Technologie ermöglicht eine präzise Kontrolle über das Injektionsvolumen und das Timing, was zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und einer verringerten Abgasemissionen führt. Piezoelektrische Injektoren sind zu einem Grundnahrungsmittel in fortschrittlichen elektronischen Injektionssystemen für Automobile geworden und übertreffen herkömmliche mechanische Vergaser. Sie können die Motorleistung um 5% bis 10% erhöhen und gleichzeitig den Benzinverbrauch um denselben Rand verringern, was zu einer Verringerung der Abgasemissionen um 20% führt.
Die meisten piezoelektrischen Keramiktreiber, die in piezoelektrischen Injektoren auf dem Markt verwendet werden, stützen sich auf herkömmliche PZT -Piezoelektrik -Keramik. Diese Keramik werden für ihren erhöhten piezoelektrischen Koeffizienten, ihre zuverlässige Leistung und ihre robuste mechanische Stärke bevorzugt. Trotzdem schwebt ihre Curie -Temperatur (TC) um 360 ° C und beschränkt ihre Verwendung auf Temperaturen unter 180 ° C. Infolgedessen besteht ein unmittelbarer Bedarf an der Entwicklung von piezoelektrischen Materialien mit hohem Temperatur, die außergewöhnliche Leistung, Kosteneffizienz und Temperaturstabilität bieten, um ihre Anwendbarkeit in herausfordernden Umgebungen zu erweitern.
Lärm in Autos ist ein wesentlicher Faktor geworden, der sich auf das Gesamtfahrerlebnis auswirkt. Wenn ein Auto mit niedrigen Geschwindigkeiten gefahren wird und die Bremsbeläge in Kontakt mit dem Rotor aufnehmen, kann es zu Vibrationen führen, was manchmal zu unangenehmen, harten Geräuschen führt. Obwohl dieses Rauschen die Bremsleistung nicht beeinflusst, erfordert es häufig den unnötigen Austausch von Bremsbelagern und die Zugabe verschiedener Komponenten wie Dichtungen und schallabsorbierenden Materialien, um das Rauschen zu beseitigen.
Eine wirksame Lösung zur Minderung dieses Problems besteht darin, einen unkomplizierten piezoelektrischen Keramikbremsmechanismus in den Bremskolben des Autos einzubeziehen. Dieser Mechanismus führt eine kontrollierte, periodische 'Jitter' in die Stützplatte innerhalb der Bremsblockbaugruppe ein. Diese kontrollierte Schwingung dämpft effektiv die für die scharfen Geräusche verantwortlichen Schwingungen und ermöglicht Anpassungen basierend auf Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Bremsbedingungen. Diese Lösung arbeitet im Rahmen des regulären Verschleißes des Fahrzeugantriebssystems nahtlos.
Bei Verkehrsunfällen ist Reifenversagen ein wesentlicher Faktor für plötzliche Vorfälle, wobei Reifenblouts für einen bemerkenswerten Teil solcher Unfälle ausmachen. Infolgedessen sind die Aufrechterhaltung des ordnungsgemäßen Reifendrucks beim Fahren und der schnellen Erkennung von Reifenlecks entscheidende Maßnahmen zur Vorbeugung von Reifenausschlägen.
Piezosensor für Radausgleichmaschine
Die vorherrschende Lösung für die Überwachung der Reifenbedingung in Fahrzeugen ist das Reifendrucküberwachungssystem (TPMS). Dieses System überwacht kontinuierlich und automatisch den Reifendruck in Echtzeit, während das Fahrzeug in Bewegung ist, und gibt Benachrichtigungen sowohl für Reifenlecks als auch für niedrige Luftdruck, um die Verkehrssicherheit zu verbessern.
Gegenwärtig sind TPMS -Produkte auf Strombatterien angewiesen, was unvermeidlich bestimmte Nachteile beinhaltet, einschließlich der Male, der Notwendigkeit eines regelmäßigen Batterieersatzes, der Leistungsverschlechterung der extremen Temperaturen und einer insgesamt verringerten Batterielebensdauer. Infolgedessen besteht ein wachsendes Interesse daran, passive TPMS -Lösungen zu untersuchen. In der Tat bieten die einzigartigen Eigenschaften der piezoelektrischen Keramik vielversprechende Wege für die Entwicklung der passiven TPMS -Technologie.
In den letzten Jahren, als die Anzahl der Automobile in unserem Land gestiegen ist, sind die Erwartungen der Menschen an Fahrzeugsicherheit und -komfort erheblich zugenommen. Dieser Trend wird erwartet, dass Technologien wie piezoelektrische Keramikmaterialien und -strukturen, Umweltschutz, Kompositionen, Nanotechnologie und andere Innovationen die Entwicklung und Anwendung fortschrittlicher piezoelektrischer Keramik in der Automobilindustrie weiter vorantreiben.
