Aplicacion De Materiales Piezoelectricos

APLICACIONES DE MATERIALES PIEZOELECTRICOS

El elemento activo en la mayoría de los dispositivos y transductores ultrasónicos es un elemento piezoeléctrico, que puede pertenecer a uno de estos grupos: cristales de cuarzo, hidrosolubles, monocristales, semiconductores piezoeléctricos, cerámicas piezoeléctricas, polímeros y compuestos piezoeléctricos. Las cerámicas piezoeléctricas pertenecen al grupo que da mayor flexibilidad de formato y de propiedades, siendo ellas ampliamente utilizadas en la fabricación de equipos industriales, específicamente en sistemas de limpieza, equipos de soldadura por ultrasonido, para ensayos no destructivos y equipos para monitorear vibraciones.

Ultrasonido industrial

Pruebas ultrasónicas para buscar defectos en materiales y para medir el grosor de los objetos

Inspección en procesos modernos de manufactura

Inspección de metales, plásticos y compuestos aeroespaciales

Inspección de madera, concreto y cemento

Transferencia de calor en líquidos

Aumento de la producción de etanol en molinos de maíz

Limpieza ultrasónica

Humidificador ultrasónico

Identificación por ultrasonido

Ultrasonido y animales

Sonoquímica

Desintegración ultrasónica

Localización ultrasónica

Otros usos

Diferentes tamaños y formas de los materiales piezoeléctricos se pueden utilizar en sensores piezoeléctricos. Actuando como verdaderos resortes de precisión, las configuraciones de elementos diferentes se muestra en la Figura 2, ofrecen varias ventajas y desventajas. (El rojo representa los cristales piezoeléctricos, mientras que las flechas indican cómo el material se destaca. Los Acelerómetros suelen tener una masa sísmica, que está representada por el color gris. Una descripción más completa de las estructuras de sensor, se da en la siguiente sección.) La compresión características de diseño de alta rigidez, por lo que es útil para la aplicación de la presión de alta frecuencia y sensores de fuerza. Su desventaja es, que es algo sensible a las oscilaciones térmicas. La simplicidad del diseño a la flexión se ve compensado por su estrecho rango de frecuencias y capacidad de supervivencia de sobrecarga bajo. La configuración de corte se suele utilizar en los acelerómetros, ya que ofrece una mezcla bien equilibrada de la amplia gama de frecuencias, baja sensibilidad fuera de eje, baja sensibilidad a la cepa de base y una baja sensibilidad a la potencia térmica.

Con valores de rigidez en el orden de 15E6 psi (N/m2 104E9), que es similar a la de muchos metales, materiales piezoeléctricos producir un alto rendimiento con muy poco esfuerzo. En otras palabras, los elementos sensores piezoeléctricos, tienen prácticamente ningún desvío y se refieren a menudo como dispositivos de estado sólido. Es por esta razón que los sensores piezoeléctricos son tan resistentes y la linealidad característica excelente en un amplio rango de gran amplitud. De hecho, cuando se combina con acondicionadores de señal se diseñan adecuadamente, los sensores piezoeléctricos, suelen tener un rango de amplitud dinámica (es decir: rango de medición máximo de ruido) en el orden de los 120 dB. Esto significa que un acelerómetro solo puede medir los niveles de aceleración tan bajo como 0,0001 g de hasta un máximo de 100 g.

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