急速に発展している技術の世界では、特に極端な高温で正確な測定が特に重要になり、データの精度を維持する方法が課題になりました。圧電センサーは、優れた性能を備えた多くのフィールドで不可欠な測定ツールになりました。この記事では、極端な条件下での圧電センサーの動作原理とその用途について詳しく説明します。
圧電センサーは圧電効果を使用して、圧力、加速、温度、ひずみまたは力の変化を測定し、これらの変化を担当に変換します。圧電効果とは、一部の材料が圧力を受けているときに電圧を生成し、適用されるときに形状を変えるという事実を指します。これにより、圧電センサーは非常に敏感で安定します。
圧電技術の開発により、その応用は医療、航空宇宙、核楽器などの多くの産業に拡大しました。特に、油田採掘や発電所などの高温環境では、圧電センサーは温度と圧力を監視するために広く使用されています。
圧電センサーの利点は、最大1000°Cの環境で動作できることであり、電磁界と放射に鈍感であり、極端な環境での測定に特に適していることです。
圧電材料の選択は、センサーの性能にとって重要です。一般的な圧電材料には、圧電セラミック、単結晶材料、薄膜材料が含まれます。その中で、バリウム鉛タイタン酸ガス(PZT)セラミックは、高感度のために広く使用されていますが、高温では安定性の問題があります。リン酸アルミニウム(GAPO4)や電気鋸刃などの一部は、高温で優れた安定性を示しています。
圧電センサーの設計を取り巻くエンジニアリングの考慮事項は、その機械的構造と用途の特定のニーズをカバーしています。圧力センサーの場合、ダイヤフラムが適用された圧力に効果的に応答するように設計されていることを確認する必要がありますが、加速度計の場合、ニュートンの第二法則を適用するには一定の質量が必要です。
圧電センサーの設計では、感度と耐久性を考えると、これはさらに技術的な改善に重要です。
圧電材料と技術の進歩により、将来の圧電センサーは、さまざまな業界で非常に広範なアプリケーションの見通しを持っています。特に、モノのインターネット(IoT)の台頭により、圧電センサーはエネルギー収集と効率的なデータ送信に使用でき、最新の技術でのアプリケーション値がさらに向上します。
圧電センサーは、高温および極端な環境で正確な測定を維持できる機械的および電子システムであり、さまざまな業界で適切な適用の可能性を示しています。テクノロジーのさらなる開発により、これらのテクノロジーの見通しは無制限になります。また、将来の新興アプリケーションエリアをピエゾ電気技術によって調査および開発する必要があることについても考えていますか?