اصل و تغییر شکل مکانیکی مبدل سرامیکی پیزوالکتریک

نقش اصلی کریستال سرامیکی پیزوالکتریک در حین کار با تعداد تغییرات ولتاژ و فرکانس به صورت مکانیکی تغییر شکل می‌دهد. از سوی دیگر، هنگامی که سرامیک پیزوالکتریک ارتعاش می یابد، بار الکتریکی ایجاد می شود. با استفاده از این اصل، هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به یک ویبراتور متشکل از دو سرامیک پیزوالکتریک یا یک سرامیک پیزوالکتریک با یک قطعه فلزی اعمال می شود، یک سیگنال اولتراسونیک به دلیل ارتعاش خمشی هنگام اعمال سیگنال الکتریکی منتشر می شود. در مقابل، هنگامی که مبدل ارتعاش اولتراسونیک به یک عنصر پیزو دو شکل اعمال می شود، یک سیگنال الکتریکی تولید می شود. بر اساس اثرات فوق، مبدل پیزوالکتریک مستطیلی سرامیکی پیزو می تواند به عنوان سنسور اولتراسونیک استفاده شود.

اصل مبدل a صفحه سرامیکی پیزوالکتریک به شرح زیر است. هنگامی که فشار یا کشش به این صفحه سرامیکی پیزو اعمال می شود، انتهای مخالف صفحه سرامیکی پیزو، باری با قطبیت مخالف ایجاد می کند و جریانی را از طریق مدار تشکیل می دهد. این اثر را اثر پیزوالکتریک می نامند. اگر یک مبدل ساخته شده از این سرامیک پیزوالکتریک در آب قرار گیرد، تحت تأثیر امواج صوتی، بارهایی در دو سر آن ایجاد می شود. این یک گیرنده امواج صوتی است. علاوه بر این، اثر پیزوالکتریک برگشت پذیر است. اگر میدان الکتریکی متناوب بر روی ورق سرامیکی پیزوالکتریک اعمال شود، ورق پیزو سرامیک گاهی نازک تر و ضخیم تر می شود و در عین حال مرتعش می شود و امواج صوتی ساطع می کند. به این ترتیب مشکل فرستنده اولتراسونیک نیز حل می شود.

نسبت استوکیومتری ورق سرامیکی پیزوالکتریک منحرف شده است. عملکرد از سیلندر سرامیکی پیزوالکتریک دشوار است. کنترل پایدار کارخانه تولید در حین کار باعث آلودگی رینگ می شود و سلامت انسان را به خطر می اندازد. در این زمان اغلب برای الکترود داخلی از فلزات گرانبهایی مانند پلاتین استفاده می شود که هزینه دستگاه را به شدت افزایش می دهد. برای جلوگیری از تبخیر شدن سرب و کاهش هدررفت سرب می توان آن را در ظرف دربسته تف جوشی کرد و بیش از حد اجزای سرب را اضافه کرد اما باید با کاهش دمای تف جوشی از آن جلوگیری کرد. از دست دادن سرب کمتر نیز می تواند در مصرف انرژی صرفه جویی کند.