Acest comportament piezoelectric poate fi utilizat in numeroase aplicatii, de exemplu, pentru a genera sau detecta undele ultrasonice, ca sursa de aprindere (scanteie) pentru brichete sau gratare cu propan sau pentru miscari fine ale lentilelor optice pentru autofocalizarea in aparatele foto de tip smartphone.
Tehnologia piezoelectrica ofera, de asemenea, un nou mod de a dezvolta ventile pentru controlul presiunii sau debitului de gaze. Atunci cand se aplica o tensiune la perechea de piezocristale deformabile sub actiunea tensiunii de polarizare, aceasta se indoaie si se ridica de pe scaunul ventilului. Cu cat tensiunea este mai mare, cu atat mai mult se indoaie actuatorul si cu atat mai mult gaz poate curge prin ventil.
Piezoceramica actioneaza ca un mic condensator, deoarece tensiunea aplicata incarca materialul ceramic si astfel il deformeaza. Pentru a-si recapata forma initiala, materialul trebuie sa fie descarcat in mod activ. Piezoceramica nu are nevoie de energie pentru a mentine o deformare mecanica existenta. Chiar si dupa o pana de curent, ventilul isi pastreaza pozitia curenta.
Acest lucru inseamna, de asemenea, ca energia este necesara doar daca forma perechii de piezocristale deformabile sub actiunea tensiunii de polarizare trebuie modificata, adica pentru a schimba insasi sarcina perechii de piezocristale. Cantitatea de energie necesara in acest caz este foarte mica (de ordinul a 1 mWs), deoarece piezoceramica are o capacitate mica (in intervalul 20 nF - 40 nF). In schimb, ventilele electromagnetice necesita o alimentare continua cu energie de cativa wati pentru a mentine starea deschisa, iar ventilul electromagnetic se incalzeste in acest proces.
Datorita consumului redus de energie, tehnologia piezoelectrica este ideala pentru dispozitivele alimentate cu baterii (care consuma mult mai putina energie decat ventilele electromagnetice) si pentru aplicatiile in care ventilele nu trebuie sa incalzeasca gazul.
Tehnologia piezo are avantaje foarte specifice:
- Caracteristica proportionala
- Nu genereaza caldura
- Necesar de energie extrem de redus
- Foarte compacta si usoara
- Durata de utilizare indelungata
- Siguranta intrinseca
Ventilele piezoelectrice nu pot fi utilizate ca inlocuitor pentru ventilele electromagnetice. Ventilele piezoelectrice functioneaza la tensiuni mai mari, de pana la 310 V, in timp ce ventilele electromagnetice functioneaza la 5, 12 sau 24 V. Intotdeauna este necesara o electronica de comanda piezoelectrica simpla, pentru a genera alimentarea necesara cu tensiune de 250 - 310 V de la sursa de 5, 12 sau 24 de volti si pentru a incarca si descarca perechea de piezocristale deformabile. Desi 310V poate parea ridicat, curentul corespunzator este foarte mic (max. 5 mA cu o rezistenta de 50 kOhm la iesire). Componentele electronice piezoelectrice pot fi proiectate pentru a fi sigure din punct de vedere electric, astfel incat tensiunea sa scada imediat sub 50V atunci cand contactele sunt atinse.
Festo ofera o gama larga de ventile cu tehnologie piezoelectrica pentru diferite cerinte de debit sau presiune intr-o varietate de aplicatii. Aceste ventile pot fi utilizate si pentru a controla 100% oxigen gazos, deoarece materialele lor sunt testate pentru compatibilitatea cu oxigenul.
Despre autor
Thomas Kunert
Managementul produselor MedLab
Contact
