众所周知,所有铁电材料都是压电材料,因此外部压力会使这些系统的尺寸变形,从而根据其传感能力产生合适的压力传感器。在所有铁电材料中,铅 (Pb) 基铁电材料由于其高灵敏度和耐用性而被发明并用作压力传感器。1 – 7 在过去的几十年里,这些系统已被用作电容器、传感器、执行器和静电设备等。8 – 17 过去,包括我们小组在内的许多作者都报道过在低压和高压范围内适用于压力传感器的铅基材料,其中介电常数、压电系数和电容电抗随压力发生显著变化。 1 – 3,5 – 7,13,18 – 26 然而,压力对介电常数变化的影响并不显著,以至于无法在实际高压传感器装置中实现。另一个缺点是介电常数与压力呈线性关系。为了克服这些缺点,我们一直在寻找具有高灵敏度和线性度的新型陶瓷材料。为了实现这一目标,我们选择了众所周知的 Pb(Zr 0.52 Ti 0.48 )O 3 (PZT) 作为母体基质,并用适当的 Bi 浓度替代。
这一年在理解最有用的介电和电静脉的放松剂类型铁电体方面已经取得了重大进步。很明显,原始的超透明模型只是对非常高温行为有效的第一个近似模型,实际上,尼贝特铅镁和PZT材料都是磁性自旋玻璃杯的紧密类似物。极性微区之间的相互作用会导致vogel-fulcher,例如放慢和冷冻,并提供对宏大域转变,滞后行为和耦合弹性响应的了解。
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种
Ishaac Cands 1,2,4,Rhedeaaugif 5,Madeleine Commerc 5,Jibrand Khaliq 5,Islam ShyhaIshaac Cands 1,2,4,Rhedeaaugif 5,Madeleine Commerc 5,Jibrand Khaliq 5,Islam Shyha
摘要:作为一种有效的结构健康监测(SHM)技术,基于压电换能器(PZT)和导波的监测方法在空间领域引起了越来越多的关注。面对空间结构的大规模监测需求,需要大量的PZT,而这可能导致连接电缆额外重量、放置效率和性能一致性方面的问题。PZT层是针对这些问题的一种有前途的解决方案。但目前的PZT层仍然面临着大规模轻量化监测和缺乏极端空间服役条件下可靠性评估的挑战。针对这些挑战,本文提出了一种大规模PZT网络层(LPNL)设计方法,采用大规模轻量化PZT网络设计方法和基于网络分裂重组的集成策略。所开发的LPNL具有尺寸大、重量轻、超薄、灵活、形状定制和高可靠性的优势。为验证所研制的LPNL在航天服役环境下的可靠性,开展了一系列极端环境试验,包括极端温度条件、不同飞行阶段的振动、着陆撞击、飞行过载等,结果表明所研制的LPNL能够承受这些恶劣的环境条件,具有较高的可靠性和功能性。
能量收集是从环境中的不同来源(例如太阳能、热能、机械能和射频)收集能量的过程。能量收集被认为是传统电池的替代解决方案,因为传统电池具有一定的耐用性限制并且不环保[1]。由于传统电池占用很大面积并且不能定期更换,因此人体植入设备和卫星系统等某些应用都需要进行能量收集[2]。长寿命电池已成为所有便携式应用的需求。收集可再生能源的最佳来源之一是压电收集器。压电性是某些材料的一种特性,当对材料施加应力或振动时,其表面会感应出电荷。这些电荷产生电压差,用于为电子电路供电[3]。因此,人们在这个领域进行了大量研究。本文从文献综述开始,在第二部分,它讨论了以前发表的设计以及所提出的系统中的新颖之处。在第三部分,介绍了系统架构,其中
可以收获重机,建筑结构或人体的抽象机械振动,并直接转化为电能。在本文中,探索了使用新型的压电橡胶复合材料结构有效收获机械振动并局部产生电能的潜力。压电铅锆钛酸钛酸盐粘合到硅橡胶中,形成圆柱形复合材料样能量收集装置,该装置有可能在结构上抑制高加速器并产生电力。该设备经过实验负载测试,并根据实验数据验证了高级动态模型。虽然获得了57 µW cm -3的实验输出功率,但高级模型进一步优化了设备的几何形状。拟议的能源收集设备为结构健康监测和遥感应用产生足够的电力,同时还为低频机械振动提供结构阻尼。
摘要:在这项研究中,由压电堆栈供电的合规放大器旨在满足高性能分配操作要求。通过研究传统的桥梁型放大器机制的低频带宽问题,我们提出了一种位移放大器机制,混合桥梁 - 桥桥(HBLB),从而通过结合传统的桥梁型和杠杆机制来增强其动态性能。添加引导梁,以进一步提高其输出刚度,并保证了较大的放大比。已经开发出一种分析模型来描述HBLB机制的完整弹性变形行为,该机制考虑了输入末端的横向位移损失,然后通过有限元分析(FEA)进行验证。结果表明,HBLB的工作原理使用有限元方法优化了结构参数。最后,为性能测试制造了位移放大器的原型。静态和动态测试结果表明,所提出的机制可以达到223.2 µm的行进范围,并且频率带宽为1.184 kHz,它符合高性能压电射击器的要求。
Michael A. Helmrath,医学博士Leyla Esfandiari,辛辛那提辛辛那提儿童医院医学中心辛辛那提大学干细胞和类器官医学系生物医学工程系3333 Burnet Avenue,MLC 2023 2023 2851 2851 michael.helmrath@cchmc.org leyla.esfandiari@uc.edu 513.636.4200 513.556.1355
摘要 - 薄膜压电微机械超声传感器(PMUTS)是一个越来越相关且经过充分研究的领域,随着技术的继续成熟,它们的生物医学重要性一直在增长。本评论论文简要地讨论了他们在生物医学使用中的历史,简单地说明了他们的原理,并阐明了这些设备的材料选择。主要是讨论了PMUT在生物医学行业中的重要应用,并展示了在每个应用程序中取得的最新进展。涵盖的生物医学应用包括超声检查,例如超声成像,超声疗法和流体感应的常见历史用途,但还具有新的和即将到来的应用,例如药物输送,光声成像,热声学成像,生物透镜和内置通信。通过在不同应用程序中包括设备比较图表,该评论旨在通过为最近的研究工作提供基准来帮助与PMUTS合作的MEMS设计师。此外,它还讨论了生物医学领域的PMUT所面临的当前挑战,当前的,可能的未来研究趋势以及PMUT开发领域的机会,以及分享作者在整个技术状态下的意见和预测。该评论的目的是对这些主题进行全面介绍,而不会深入研究现有文献。