Rodzaje czujników piezoelektrycznych
Nowoczesne systemy diagnostyczne znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki nim możliwy jest dokładny pomiar takich parametrów jak siła drgań, ciśnienie czy prędkość. To z kolei pozwala na szybkie i wiarygodne kontrolowanie stanu technicznego urządzeń oraz jakości produkcji. Wśród wielu podzespołów występujących w narzędziach diagnostycznych warto zwrócić uwagę na czujniki piezoelektryczne, szczególnie zaś na ich budowę i zastosowanie.
Co to są czujniki piezoelektryczne?
Czujniki piezoelektryczne to niezwykle czułe przetworniki zbudowane z kryształów o właściwościach piezoelektrycznych, z których najpopularniejszym jest kwarc i osłon metalowych. Mimo dość prostej konstrukcji posiadają zdolność rejestrowania nawet najbardziej subtelnych zmian kształtu oraz siły nacisku i przekształcania ich na impulsy elektryczne. Czujniki piezoelektryczne bazują na tzw. zjawisku piezoelektrycznym, które zostało odkryte w 1880 roku. Zjawisko to przybliża ekspert firmy oferującej systemy diagnostyczne wszechstronnego zastosowania oparte na czujnikach piezoelektrycznych:
W czujnikach piezoelektrycznych można wyróżnić działanie dwóch rodzajów zjawisk. Pierwszym jest zjawisko piezoelektryczne, które zostało odkryte podczas badań wpływu nacisków mechanicznych na zachowanie piroelektryków. Zaobserwowano wówczas, że pod wpływem działania siły mechanicznej na powierzchni niektórych kryształów pojawiają się ładunki elektryczne w ilości proporcjonalnej do zastosowanego nacisku. Drugim zjawiskiem jest natomiast tzw. Mechanizm odwrotny, czyli proces deformacji kryształów pod wpływem pola elektrycznego. Praktyczne właściwości zjawiska piezoelektrycznego zostały wykorzystane już na początku XX wieku, kiedy to znalazły zastosowanie w urządzeniach hydrolokacyjnych. Obecnie czujniki takie są powszechnie stosowane w wielu narzędziach diagnostycznych i pomiarowych.
Typy czujników piezoelektrycznych i ich zastosowanie
Czujniki piezoelektryczne są wykorzystywane w bardzo wielu dziedzinach życia. Znajdziemy je w specjalistycznych urządzeniach pomiarowo-diagnostycznych, motoryzacyjnych systemach sterujących jak również w sprzętach domowych codziennego użytku. W pierwszej grupie warto zwrócić uwagę na takie przyrządy jak choćby innowacyjne akcelerometry, które dzięki czujnikom piezoelektrycznym mogą dokonywać nawet najtrudniejszych pomiarów. Branża medyczna stosuje czujniki piezoelektryczne w urządzeniach do obrazowania np. USG. Przemysł motoryzacyjny stosuje czujniki piezoelektryczne do wtryskiwaczy paliwa w nowych pojazdach z systemem common-rail. Równie powszechne jest stosowanie czujników w sprzętach domowych m.in. wagi, zapalarki do gazu, głośniki, mikrofony itp. Wymienione przykłady to tylko część zastosowań czujników piezoelektrycznych, które w wielu sytuacjach są po prostu niezastąpione.
