পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার: উদ্দেশ্য এবং প্রয়োগ

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

এই রূপান্তরকারীগুলি জেনারেটরের একটি উপগোষ্ঠীর অন্তর্গত, এগুলি যান্ত্রিকভাবে জমা হওয়া বৈদ্যুতিক চার্জের উপর ভিত্তি করে। ফলস্বরূপ, নিম্নলিখিত সম্পর্কটিকে আলাদা করা হয়েছে: Q=d P। এই ক্ষেত্রে, d হল পাইজোইলেকট্রিক মডুলাস, এবং P হল বল। একটি নিয়ম হিসাবে, উপাদান কোয়ার্টজ, ট্যুরমালাইন, annealing মিশ্রণ, বেরিয়াম, সীসা হয়। একটি পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার ডিজাইন করতে, লোড প্যাটার্ন ব্যবহার করা প্রয়োজন: কম্প্রেশন, বাঁকানো, শিয়ার, টান।

প্রত্যক্ষ এবং বিপরীত পিজোইলেকট্রিক প্রভাব

প্রত্যক্ষ প্রভাব নিম্নলিখিত দ্বারা চিহ্নিত করা হয়: ব্যবহৃত স্ফটিক উপাদান একটি নির্দিষ্ট ক্রমে সাজানো চার্জযুক্ত আয়নের কারণে একটি জালি তৈরি করে। প্রক্রিয়ায়, বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতার ফলে ভিন্ন ভিন্ন কণাগুলি বিকল্প এবং পারস্পরিকভাবে ক্ষতিপূরণ দেয়। স্ফটিকগুলির বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা নিম্নরূপ নির্দেশিত:

• অক্ষের সাপেক্ষে প্রতিসাম্য;
• আগের ভিউ বিবেচনা করে, একটি জালির সাথে আয়ন দেখা যায় যা বিকল্প এবং ক্ষতিপূরণ দেয়।

যদি প্রক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত উপাদানটি F_x বলের দিকে পরিচালিত হয়, তাহলে এটিবিকৃত হয়, ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জের মধ্যে দূরত্ব পরিবর্তিত হয় এবং প্রদত্ত অক্ষের দিকটি বিদ্যুতায়িত হয়। এই সমস্তই q=d₁₁F_x সূত্রে প্রকাশ করা হয় এবং বলপ্রয়োগের সমানুপাতিক। সহগ পদার্থ এবং এর অবস্থার সাথে যুক্ত, এর একটি নাম রয়েছে - পাইজোইলেকট্রিক মডিউল। সূচকগুলি শক্তি এবং প্রান্ত দ্বারা নির্ধারিত হয়, তবে আপনি যদি দিক পরিবর্তন করেন তবে প্রভাবটি ভিন্ন হবে৷

প্রত্যক্ষ প্রক্রিয়ায় পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে স্ফটিককে বিদ্যুতায়িত করে। এই প্রভাব ইলেকট্রিশিয়ান পদার্থের প্রভাবের অধীনে ঘটে। পরিমাপ যন্ত্র তৈরি করতে, আপনার কোয়ার্টজ স্ফটিক প্রয়োজন হবে। অর্থাৎ, পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারের অপারেশনের নীতিটি নিম্নরূপ: সরাসরি প্রভাবের সাথে, ক্রিয়াটি যান্ত্রিকতার মাধ্যমে সঞ্চালিত হয় এবং বিপরীতে, স্ফটিকগুলি বিকৃত হয়।

অতিরিক্ত পিজো প্রভাব

স্ফটিককে মেরুকরণ করা যেতে পারে যখন প্লেটটি X, Y অক্ষের উপর বল প্রয়োগ করে। কোনো চার্জ নেই। কোয়ার্টজ স্ফটিক তিনটি স্থানাঙ্ক অক্ষের উপর অবস্থিত। পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার ব্যবহার করার জন্য, প্রভাব নির্দেশ করে এমন একটি প্লেট কাটা প্রয়োজন। এটির নিম্নলিখিত বর্ণনা রয়েছে:

• উচ্চ শক্তি;
• ভোল্টেজ 10^{8 পর্যন্ত অনুমোদিত}
• অনমনীয়তা এবং স্থিতিস্থাপকতা;
• ভিতরে ন্যূনতম ঘর্ষণ;
• স্থিরতা,যা পরিবর্তন হয় না;
• গড়া উপাদানের সর্বোচ্চ মানের ফ্যাক্টর।

কোয়ার্টজ প্লেটগুলি শুধুমাত্র ট্রান্সডুসারগুলিতে ব্যবহৃত হয় যা চাপ এবং বল পরিমাপ করে। উপাদানের কঠোরতা দেওয়া, এটি প্রক্রিয়া করা কঠিন, তাই এটি থেকে একটি সাধারণ আকৃতি তৈরি করা হয়। মডুলাস একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় ধ্রুবক থাকে। যদি এটি বৃদ্ধি পায়, তবে এই ক্ষেত্রে মডিউলটি হ্রাস পায়। পাইজোইলেক্ট্রিক বৈশিষ্ট্য 573 ডিগ্রি সেলসিয়াসে অদৃশ্য হয়ে যায়।

যন্ত্র এবং পরিমাপ সার্কিটের বিবরণ

পিজোইলেকট্রিক চাপ ট্রান্সডুসারের নিম্নলিখিত কাঠামো রয়েছে:

• মেমব্রেন, যা কেসের নিচের অংশ;
• বাইরের আস্তরণটি গ্রাউন্ডেড, এবং মাঝেরটি কোয়ার্টজ দিয়ে উত্তাপযুক্ত;
• প্লেটের উচ্চ প্রতিরোধের আছে, সমান্তরালভাবে সংযুক্ত;
• ফয়েল এবং তারের ভিতরের কোর একটি ঢাকনা দ্বারা বন্ধ একটি গর্তে বেঁধে দেওয়া হয়৷

আউটপুট শক্তি ন্যূনতম, এই বিষয়ে, একটি বড় প্রতিরোধের সাথে একটি পরিবর্ধক প্রদান করা হয়। মূলত, ভোল্টেজ ইনপুট সার্কিটের ক্যাপ্যাসিট্যান্সের উপর নির্ভর করে। ট্রান্সডুসারের বৈশিষ্ট্যগুলি সংবেদনশীলতা এবং ক্যাপাসিট্যান্স নির্দেশ করে। মূলত, এটি চার্জ এবং ডিভাইসের নিজস্ব সূচক। যদি মোট গণনা করা হয়, তাহলে নিম্নলিখিত আউটপুট শক্তি পাওয়া যাবে: S_q =q/F বা U_xx=d11 _F/Co.

ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা প্রসারিত করতে, একটি ধ্রুবক সময় সার্কিটের দিকে পরিমাপ করা নিম্ন ভেরিয়েবলগুলিকে বাড়ানো প্রয়োজন। এটি চালু করে এটি করা সহজডিভাইসের সাথে সমান্তরালে অবস্থিত ক্যাপাসিটার। এই ক্ষেত্রে, তবে, আউটপুট ভোল্টেজ হ্রাস পাবে। বর্ধিত প্রতিরোধ সংবেদনশীলতা হারানো ছাড়া পরিসীমা প্রসারিত হবে. কিন্তু এটি বাড়ানোর জন্য, উন্নত বিচ্ছিন্নতা গুণাবলী এবং উচ্চ-প্রতিরোধী ইনপুট সহ পরিবর্ধক প্রয়োজন৷

পরিমাপ সার্কিটের বিবরণ

নির্দিষ্ট এবং পৃষ্ঠের রোধ তাদের নিজস্ব নির্ধারণ করে এবং কোয়ার্টজের প্রধান উপাদান বেশি, তাই পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারটি অবশ্যই সিল করা উচিত। ফলস্বরূপ, গুণমান উন্নত হয় এবং পৃষ্ঠ আর্দ্রতা এবং ময়লা থেকে সুরক্ষিত হয়। সেন্সর পরিমাপ সার্কিটগুলি উচ্চ-প্রতিরোধী পরিবর্ধক হিসাবে তৈরি করা হয়েছিল, যা একটি ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টর আউটপুট স্টেজ এবং একটি অপারেশনাল ডিভাইস সহ একটি নন-ইনভার্টিং অ্যামপ্লিফায়ারের উপর ভিত্তি করে ছিল। ইনপুট এবং আউটপুটে ভোল্টেজ সরবরাহ করা হয়।

তবে, এই পুরানো পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারে ত্রুটি ছিল:

• আউটপুট ভোল্টেজের নির্ভরতা এবং সেন্সর ভলিউমের সাথে সংবেদনশীলতা;
• অস্থির ক্ষমতা যা তাপমাত্রার কারণে পরিবর্তিত হয়।

এম্প্লিফায়ারের ভোল্টেজ এবং সংবেদনশীলতা অনুমোদিত ত্রুটি দ্বারা নির্ধারিত হয়, যদি অন্তর্ভুক্ত স্থিতিশীল ভলিউম C₁ এর সাথে সম্পূরক হয়। সূত্র: y_s=(ΔC_o + ΔC_k)/(C_o+C_k+C₁). রূপান্তরের পরে আমরা পাই: S=U_bx/F। যদি সহগ বৃদ্ধি পায়, যথাক্রমে, এবং এই ভেরিয়েবলগুলি বৃদ্ধি পায়। পরিমাপ সার্কিট দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

• ধ্রুব টাইমলাইন;
• রেজিস্ট্যান্স R ইনপুট লাভ, সেন্সর, তারের বিচ্ছিন্নতা এবং R₃;

দ্বারা নির্ধারিত হয়

• MOS ট্রানজিস্টর ফিল্ড ডিভাইসের চেয়ে শক্তিশালী কিন্তু উচ্চ শব্দের মাত্রা আছে;
• R₃ ভোল্টেজকে স্থিতিশীল করে, এর মান হিসাবে গণনা করা হয় _~ 10¹¹ ওহম.

শেষ চলকটি বিশ্লেষণ করে, আমরা ধরে নিতে পারি যে ধ্রুবক সময়রেখাটি নিম্নরূপ: t ≦ 1c। ডিভাইসগুলি আজ চার্জ করার জন্য ভোল্টেজ পরিবর্ধক সহ পাইজোইলেকট্রিক সেন্সর ব্যবহার করতে পারে৷

ডিভাইসের সুবিধা

পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারের নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে:

• সহজ কাঠামোগত সমাবেশ;
• মাত্রা;
• নির্ভরযোগ্যতা;
• যান্ত্রিক ভোল্টেজকে বৈদ্যুতিক চার্জে রূপান্তর;
• ভেরিয়েবল যা দ্রুত পরিমাপ করা যায়।

কোয়ার্টজের মতো একটি উপাদানের ক্ষেত্রে, যা শরীরের আদর্শ অবস্থার কাছাকাছি, মেকানিক্সের বৈদ্যুতিক চার্জে রূপান্তর সম্ভব -4 থেকে -6 ন্যূনতম ত্রুটির সাথে। যাইহোক, উচ্চ-নির্ভুলতা প্রযুক্তির বিকাশ ক্ষতিহীন নির্ভুলতা উপলব্ধি করার ক্ষমতা উন্নত করেছে। ফলস্বরূপ, আমরা উপসংহারে পৌঁছাতে পারি যে এই পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসারগুলি শক্তি, চাপ এবং অন্যান্য উপাদান পরিমাপের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত৷

PET ত্বরণের নিম্নলিখিত কাঠামো রয়েছে:

• সমস্ত উপকরণ টাইটানিয়াম বেসের সাথে সংযুক্ত;
• দুটি একই সাথে পাইজোইলেক্ট্রিক উপাদান চালু করেছেকোয়ার্টজ থেকে;
• উচ্চ-ঘনত্ব জড়তা ভর সর্বনিম্ন মাত্রার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে;
• ব্রাস ফয়েল দিয়ে সংকেত অপসারণ;
• সে, ঘুরে, একটি তারের সাথে সংযুক্ত থাকে যা সোল্ডার করা হয়;
• সেন্সর একটি ক্যাপ দ্বারা আচ্ছাদিত বেসে স্ক্রু করা হয়েছে;
• অবজেক্টে মিটার ঠিক করতে, থ্রেড কাটুন।

ভর থাকা সত্ত্বেও, সেন্সরটি বেশ স্থিতিশীল এবং ঘন। 150 মি/সেকেন্ডে কাজ করে².

রূপান্তরকারীদের ডিজাইন বৈশিষ্ট্য

যদি একটি অ্যাক্সিলোমিটার সেন্সর তৈরি করার প্রয়োজন হয়, তাহলে পাইজো-সেন্সিং প্লেটগুলিকে ভিত্তির সাথে সঠিকভাবে সংযুক্ত করা গুরুত্বপূর্ণ৷ এই ক্রিয়াটি সোল্ডারিং দ্বারা সঞ্চালিত হয়। তারের অবশ্যই নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে:

• ইনসুলেশন প্রতিরোধের উচ্চ হওয়া উচিত;
• স্ক্রিনটি বসার ঘরের পাশে রাখা হয়েছে;
• অ্যান্টি-ভাইব্রেশন;
• নমনীয়তা।

অর্থাৎ, এমপ্লিফায়ারের ইনপুটে তারের নাড়া দেওয়া উচিত নয়। পরিমাপ সার্কিট প্রতিসাম্যভাবে তৈরি করা হয় যাতে হস্তক্ষেপ না ঘটে। সেন্সরে, সংযোগটি অপ্রতিসম, সীসাগুলির প্রতিরোধ এবং কেসটি এমনভাবে সংযুক্ত থাকে যাতে বাইরের প্লেটগুলির নিরোধক প্রাপ্ত হয়। পছন্দসই ফলাফল অর্জনের জন্য, প্রক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত বিজোড় সংখ্যক উপকরণ থেকে মিটার তৈরি করা প্রয়োজন। উপাদানগুলিকে কেন্দ্রীয় অংশে ছিদ্র দিয়ে এবং কেসের সাথে স্ক্রু করা ইনসুলেটরের মাধ্যমে অ্যামপ্লিফায়ারের বিরুদ্ধে চাপ দেওয়া হয়৷

কম্পন পরিমাপক যন্ত্রের বৈশিষ্ট্য

পরিমাপ যন্ত্রের সংবেদনশীলতা বাড়ানোর জন্য উচ্চ মডুলাস পাইজোইলেকট্রিক উপাদান ব্যবহার করা প্রয়োজন। এইউপাদানটি একটি সারিতে সমান্তরালভাবে রাখা হয় এবং ধাতব গ্যাসকেট এবং প্লেটের সাথে সংযুক্ত থাকে। অনুরূপ প্রভাবের জন্য, নমনের উপর কাজ করে এমন পদার্থগুলি এখনও ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, এগুলি কম ফ্রিকোয়েন্সি এবং কম্প্রেশন মেকানিক্স থেকে নিকৃষ্ট৷

পদার্থ বিরূপ হতে পারে, এটি সাধারণত সিরিজ বা সমান্তরালভাবে সংগ্রহ করা হয়, এটি সবই ইতিবাচকভাবে অবস্থিত অক্ষের উপর নির্ভর করে। একটি নিয়ম হিসাবে, এই দুটি প্লেট। নিরপেক্ষ স্তর বিবেচনায় নেওয়া হলে, একটি পিজোইলেক্ট্রিক উপাদানের পরিবর্তে গড় বেধের ধাতু দিয়ে তৈরি একটি ওভারলে ব্যবহার করা যেতে পারে।

যথেষ্ট ধীরে চলা সংকেত পরিমাপ করতে, নিম্নলিখিতগুলি করুন:

• পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার অসিলেটরে অন্তর্ভুক্ত;
• ক্রিস্টাল অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সিতে;
• লোড হওয়ার সাথে সাথে সূচক পরিবর্তন হবে।

আজ, পাইজো অ্যাক্সিলোমিটার হল উন্নত ডিভাইস যা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি হতে পারে, শক্তিশালী সংবেদনশীলতার সাথে।

রূপান্তরকারীর মাধ্যমে বিকল্প শক্তির উৎস

বিদ্যুৎ উৎপাদনের একটি বিখ্যাত এবং অক্ষয় মাধ্যম হল তরঙ্গ শক্তি। এই ধরনের স্টেশন জলজ পরিবেশে সরাসরি মাউন্ট করা হয়. এই ঘটনাটি সূর্যের রশ্মির সাথে যুক্ত, যা বাতাসের ভরকে উত্তপ্ত করে, যার কারণে তরঙ্গ দেখা দেয়। এই ঘটনার শ্যাফ্টের একটি শক্তির তীব্রতা রয়েছে, যা বাতাসের শক্তি, বায়ুর ফ্রন্টের প্রস্থ, দমকা বাতাসের সময়কাল দ্বারা নির্ধারিত হয়।

মানটি অগভীর জলে ওঠানামা করতে পারে বা প্রতি মিটারে 100 কিলোওয়াট হতে পারে৷পাইজোইলেকট্রিক তরঙ্গ শক্তি রূপান্তরকারী একটি নির্দিষ্ট নীতি অনুযায়ী কাজ করে। একটি তরঙ্গের মাধ্যমে জলের স্তর বৃদ্ধি পায়, এই প্রক্রিয়ায় জাহাজ থেকে বায়ু চেপে যায়। প্রবাহ তারপর একটি বিপরীত টারবাইন মাধ্যমে পাস করা হয়. তরঙ্গের গতিবিধি নির্বিশেষে ইউনিটটি একটি নির্দিষ্ট দিকে ঘোরে।

এই ডিভাইসটির একটি ইতিবাচক বৈশিষ্ট্য রয়েছে৷ আজ অবধি, নকশার উন্নতির পূর্বাভাস দেওয়া হয়নি, কারণ কার্যকারিতা এবং কার্যকারিতা সমস্ত বিদ্যমান উপায়ে প্রমাণিত হয়েছে। প্রযুক্তিগত অগ্রগতির প্রক্রিয়ায়, ভাসমান স্টেশনগুলি নির্মিত হতে পারে৷

আল্ট্রাসনিক পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসার

এই ডিভাইসটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে অতিরিক্ত সেটিংসের প্রয়োজন হয় না। এটি একটি মেমরি ব্লক দিয়ে সজ্জিত, যা প্রযুক্তিগত ফলাফল দেয়। নিয়ন্ত্রণ এবং পরিমাপ ডিভাইস বোঝায়। এই ধরনের ডিভাইসের ধরন, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে, যা ন্যূনতম ত্রুটি সহ ডিজাইন এবং উদ্দেশ্য ডেটার ভিত্তিতে সংকলিত হয়। সমস্ত প্রয়োজনীয়তা ডিজাইনের উপর ভিত্তি করে বিবেচনা করা হয়৷

এই ধরনের সমস্ত ডিভাইসের জন্য, একটি স্ট্যান্ডার্ড ক্রিয়েশন স্কিম প্রদান করা হয়েছে: একটি ত্রুটি সনাক্তকারী, একটি হাউজিং, ইলেক্ট্রোড, মূল উপাদান যা বেস, একটি কোর, ফয়েল এবং অন্যান্য উপকরণ। একটি অতিস্বনক পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডুসার একটি ইউটিলিটি মডেল। এটি আপনাকে ডিভাইসের বেসে ইনস্টল করা শব্দ ব্যবহার করে সরাসরি ডেটা গ্রহণ করতে দেয়।

Piezo ট্রান্সডিউসার অ্যাপ্লিকেশন

এর সাথে ডিভাইসবল, চাপ, ত্বরণ পরিমাপ করে এমন যন্ত্রগুলিতে সরাসরি প্রভাব ব্যবহার করা হয়। তারা ফ্রিকোয়েন্সি এবং কঠোরতা একটি উচ্চ স্তরের আছে। প্রতিক্রিয়া সহ যন্ত্রপাতি অতিস্বনক কম্পন, বিকৃতি, ভারসাম্য মধ্যে স্ট্রেস রূপান্তর ব্যবহার করা হয়. যদি উভয় প্রভাব একই সময়ে বিবেচনা করা হয়, তাহলে এই বিকল্পটি পাইজোরসোনেটরদের জন্য উপযুক্ত যারা এক ধরনের শক্তিকে বরং দ্রুত অন্য ধরনের শক্তিতে রূপান্তরিত করে৷

পজিটিভ ডিভাইসগুলি, বিপরীত দিকে সংযুক্ত, স্বয়ংক্রিয় দোলনায় কাজ করে এবং জেনারেটরে ব্যবহৃত হয়। তাদের প্রয়োগের সুযোগ ব্যাপক, কারণ সঠিকভাবে তৈরি করা হলে তাদের উচ্চ স্থিতিশীলতা থাকে। প্রায়শই, পছন্দসই প্রভাব অর্জন করতে এবং সঠিক তথ্য পেতে বেশ কয়েকটি পাইজো রেজোনেটর ব্যবহার করা হয়।

রূপান্তরকারীর অসুবিধা

এই ডিভাইসগুলির বিপুল সংখ্যক ইতিবাচক দিক রয়েছে৷ যাইহোক, তাদের নেতিবাচক বৈশিষ্ট্যও রয়েছে:

• আউটপুট প্রতিরোধ - সর্বোচ্চ;
• পরিমাপ সার্কিট এবং তারগুলি অবশ্যই কঠোর প্রয়োজনীয়তা এবং নির্দেশিকাগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি করতে হবে৷

পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসারের গণনা প্রাথমিকভাবে অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সির জন্য সমীকরণ সূত্রটি গ্রহণ করে: Fp=0.24 ·c·। প্লেটের পুরুত্ব: h=F_p a₂ / 0.24 c=35 10^{3 25 10} -6^{/ 0.24 2900=1.257 10}-3^{মি. শক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ গণনা করা হয়: W}ak ^=Wak.ud _{S=40 4.53 10}-3.