عملکرد فزاینده از
مواد سرامیکی پیزوالکتریک آن را به پرکاربردترین کلاس سرامیک های پیزو کاربردی تبدیل کرده است. نه تنها در محصولات صنعتی و عمرانی مانند فیلترهای سرامیکی، جداکننده های سرامیکی، تضعیف کننده های سرامیکی در تجهیزات ارتباطی استفاده می شود. مبدل های صوتی زیر آب و آشکارسازهای اژدر برای ارتباطات و تشخیص زیر آب؛ رادار، تلویزیون، ترانسفورماتورهای سرامیکی و دستگاههای موج سطحی سرامیکی، اما همچنین تعداد زیادی کاربرد در ارتش، مانند سرامیکهای پیزوالکتریک ساخته شده از مبدلهای صوتی زیر آب، میتوانند ناوبری زیر آب، ارتباطات، کشتیهای دشمن شناسایی، تمیز کردن مینهای آب دشمن را به آرامی انجام دهند. فیوز پیزوالکتریک ساخته شده از سرامیک های پیزوالکتریک می تواند سلاح هایی مانند گلوله های انفجاری را با دقت مشتعل کرده و از بین ببرد. علاوه بر این، به طور گسترده ای در اندازه گیری دقیق، ناوبری، تشخیص نقص اولتراسونیک، تمیز کردن اولتراسونیک و تشخیص اولتراسونیک استفاده می شود. با توسعه فن آوری نصب سطح (SMT)، چند لایه تراشه تشکیل عملکرد
اجزای صفحه پیزوالکتریک جمع آوری انرژی ، ادغام اجزای تراشه، شبیه سازی اجزای یکپارچه و چند عملکرد به تدریج مورد نیاز است. در حال حاضر، داغ ترین موضوع آخرین تحقیقات، چگونگی تحقق یکپارچگی چند منظوره سرامیک های پیزوالکتریک و دستیابی به نوع جدیدی از دستگاه پیزوالکتریک است که یکپارچه، هوشمند و کوچک شده است.
به عنوان پیوندی از جفت الکترومکانیکی، مواد پیزوالکتریک را میتوان تقریباً به دو جنبه تقسیم کرد: دستگاههای کنترل فرکانس سرامیکی پیزوالکتریک که توسط تشدیدگرهای پیزوالکتریک نشان داده میشوند و کاربردهای شبه استاتیکی که انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی را تبدیل میکنند. از جمله ویبراتورهای پیزوالکتریک و دستگاه های کنترل فرکانس سرامیکی پیزوالکتریک، ترانسفورماتورهای پیزوالکتریک، مبدل های پیزوالکتریک و موتورهای اولتراسونیک پیزوالکتریک. در کاربرد ابزارهای دقیق، مبدل های پیزوالکتریک و ویبراتورهای پیزوالکتریک رایج ترین هستند. در زیر مقدمه ای بر نمونه های مختلف ابزار دقیق با تمرکز بر عملکرد کاربردهای مختلف سرامیک پیزوالکتریک ارائه شده است.
مبدلهای پیزوسرامیک صفحهای پیزوالکتریک به دلیل ویژگیهای ظریف آنها در تبدیل متقابل انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی، ویژگیهای زیادی در تجهیزات تشخیص دقیق دارند، یعنی با توجه به تغییر شکل مکانیکی جزئی، بازخورد سیگنال الکتریکی آشکاری وجود دارد. از ویژگی های مشترک این گونه برنامه ها می توان به دقت اندازه گیری بهتر، توانایی ضد تداخل قوی و دامنه کاربرد وسیع اشاره کرد. در تشخیص تغییرات کوچک چشم انداز کاربردی خوبی دارد.
تجهیزات تشخیص آسیب ترک بتن
مصالح بتن یکی از اجزای اصلی سازه های مهندسی عمران می باشد. ترک ها عامل اصلی آسیب به ایمنی سازه های بتنی هستند. بنابراین نظارت بر مصالح بتن بسیار مهم است. روش های پایش سلامت سازه ها با استفاده از مبدل سرامیکی پیزو عمدتاً به روش های غیرفعال و روش های فعال تقسیم می شود، در حالی که روش دوم را می توان به روش های امپدانس مکانیکی و روش های انتشار موج تقسیم کرد. در میان آنها، روش تجزیه و تحلیل انتشار موج در ابتدا توسط آسیب زمانی که مواد کامپوزیت نظارت می شد پیشنهاد شد. این روش می تواند به طور موثری بر آسیب لایه لایه شدن و خستگی در مواد کامپوزیت نظارت کند و حساسیت بالایی به ترک در فلز دارد. با توجه به کاربرد این روش در مانیتورینگ کامپوزیت، محققان سعی کرده اند از سرامیک های پیزوالکتریک برای پایش سلامت سازه های بتنی استفاده کنند. سرامیک پیزوالکتریک در بتن مدفون می شود و سیگنال آسیب ترک برای نظارت بر آسیب ترک در بتن استفاده می شود. یک فناوری بتن هوشمند مبتنی بر مدفون کریستال پیزوالکتریک دیسک پیزوالکتریک ایجاد شد.
را
اولتراسوند مبدل پیزوالکتریک در بتن مدفون می شود و برای ایجاد امواج تنش در بتن برانگیخته می شود. با توجه به اصل روش موج، سنسور سرامیکی پیزوالکتریک توسعه یافته توسط خود برای نظارت بر روند آسیب ترک در بتن استفاده می شود. شاخص آسیب تعریف شده توسط روش تحلیل بسته موجک برای محاسبه خسارت در شرایط کاری مختلف استفاده می شود. نتایج نشان میدهد که روند تغییر شاخص آسیب مطابقت خوبی با روند توسعه سیگنال نظارتی کرنش سنج و منحنی بار-تغییر مکان دارد. پایش و شناسایی آسیب ترک. تجهیزات تشخیص ترک با استفاده از سرامیک های پیزوالکتریک به اندازه کافی دقیق هستند تا نیازهای وضوح اکثر پروژه ها را برآورده کنند. علاوه بر این، مقدار محاسبه در هنگام محاسبه پارامترهای کرک نسبتاً کوچک است، که تا حد زیادی باعث صرفه جویی در زمان مهندسی می شود. در کاربردهای عملی، ترکهای انتزاعی به دادهها و تصاویر خاص تبدیل میشوند که تا حد زیادی سادهسازی طراحی مهندسی را ارتقا میدهد. از همین اصل می توان برای پیش بینی زلزله و تشخیص ترک اجسام بزرگ نیز استفاده کرد. نقص این روش در این است که حسگر سرامیکی پیزوالکتریک در بتن مدفون می شود تا شکل موج مربوطه به دست آید و تشخیص اجسام کوچک مانند ترک های فلزی ناتوان است. و محدودیت زیادی برای بهبود بیشتر در دقت وجود دارد.
