पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

                           पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग उनकी पीजोइलेक्ट्रिसिटी और पीजोइलेक्ट्रिसिटी के कारण होने वाले इलेक्ट्रोमैकेनिकल गुणों की विविधता के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक उपकरणों की विस्तृत विविधता और उनके अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला के कारण, एक सरल विधि का उपयोग करके उन्हें सख्ती से वर्गीकृत करना मुश्किल है। सामान्य अनुप्रयोगों को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर और पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर।

1. ट्रांसड्यूसर

पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अनुप्रयोग विविध है, और सबसे महत्वपूर्ण में से एक है इसका उपयोग करना ' s ट्रांसड्यूसर की  विशेषताएं। यह , ऊर्जा रूपांतरण विशेषता है यह  बिजली  का प्रभाव पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर लागू होता है, विद्युत ऊर्जा को रिवर्स वोल्टेज प्रभाव के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है; विद्युत प्रभाव यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। लोग कई प्रकार के पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों के निर्माण के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की इस भौतिक संपत्ति का उपयोग करते हैं, जिनका व्यापक रूप से पानी के नीचे संचार, अल्ट्रासाउंड, उच्च-वोल्टेज इग्निशन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

1, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक इग्नाइटर

यह एक उपकरण है जो ज्वलनशील पदार्थों को प्रज्वलित करने के लिए यांत्रिक बल को विद्युत चिंगारी में परिवर्तित करता है। यह एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर है। 1958 में, उन्होंने प्रज्वलन के लिए बेरियम टाइटेनेट (BaTiO3) सिरेमिक के पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के उपयोग की शुरुआत की। इसकी ज्वलन दर पीजो तत्व पीजो रॉड ऊंचा नहीं है, और शोर बड़ा है। 1962 में, इग्नाइटर बनाने के लिए लेड जिरकोनेट टाइटेनेट (PZT) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग किया गया था। इस प्रकार के इग्नाइटर का व्यापक रूप से दैनिक जीवन, औद्योगिक उत्पादन और सैन्य मामलों में उपयोग किया जाता है, और इसका उपयोग गैसों, विभिन्न विस्फोटकों और रॉकेटों को प्रज्वलित और विस्फोट करने के लिए किया जाता है।

(1) मूल सिद्धांत: इग्नाइटर की कार्य प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया गया है: उच्च वोल्टेज उत्पादन, डिस्चार्ज इग्निशन और दहनशील गैस का इग्निशन। उच्च वोल्टेज उत्पादन - एक उदाहरण के रूप में बेलनाकार पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक तत्वों को लें, जब यांत्रिक बल एफ सिलेंडर पर कार्य करता है, तो क्रिस्टल विकृत हो जाएगा, जिससे क्रिस्टल में सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज का केंद्र स्थानांतरित हो जाएगा, जिससे सिलेंडर की ऊपरी और निचली सतहों पर बड़ी मात्रा में मुक्त चार्ज दिखाई देंगे, यह एक उच्च वोल्टेज आउटपुट का उत्पादन कर रहा है। आउटपुट वोल्टेज है: V=ga3Fh/A, जहां A—सिलेंडर का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र; एच—सिलेंडर की ऊंचाई; ga3—पीज़ोइलेक्ट्रिक वोल्टेज स्थिरांक। डिस्चार्ज इग्निशन - पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक तत्व को एक बंद सर्किट में रखें और एक उचित अंतराल छोड़ दें। जब वोल्टेज गैप के डिस्चार्ज वोल्टेज तक बढ़ जाता है, तो गैप में एक डिस्चार्ज स्पार्क उत्पन्न होगा। दहनशील गैस का प्रज्वलन - सामान्य ईंधन गैस को जलाना आसान नहीं होता है, इसलिए ईथेन, जिसे गैसीकृत करना आसान होता है, का अधिकतर उपयोग किया जाता है। डिस्चार्ज समय को बढ़ाने और चिंगारी को जल्दी बुझने से रोकने के लिए, इग्निशन दर को बढ़ाने के लिए। डिस्चार्ज सिरे पर एक उपयुक्त अवरोधक को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है।

 

(2) इग्नाइटर की संरचना और कार्य सिद्धांत , यहां कई प्रकार के इग्नाइटर हैं, और इसकी संरचना और कार्य सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए घरेलू पीजोइलेक्ट्रिक इग्नाइटर को एक उदाहरण के रूप में लिया जाता है। इसे घरेलू कुकर पर गैस प्रज्वलित करने, कैम स्विच को चालू करने, लगाया जा सकता है।  प्रभाव ब्लॉक को धकेलने के लिए कैम के उभरे हुए हिस्से का उपयोग करने और प्रभाव ब्लॉक के पीछे स्प्रिंग को संपीड़ित करने के लिए जब कैम का फैला हुआ हिस्सा प्रभाव ब्लॉक से अलग हो जाता है, तो स्प्रिंग के लोचदार बल के कारण, प्रभाव ब्लॉक  पीजो सिरेमिक .पीजोइलेक्ट्रिक तत्व को एक प्रभाव बल देता है, जो पीजोइलेक्ट्रिक तत्व के दोनों सिरों पर उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, और गैस को प्रज्वलित करने के लिए एक विद्युत स्पार्क उत्पन्न करने के लिए मध्य इलेक्ट्रोड से उच्च वोल्टेज का उत्पादन करता है।

 

2. पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर

पानी के अंदर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर एक ट्रांसड्यूसर उपकरण है जिसका उपयोग पानी के अंदर संचार और पता लगाने के लिए किया जाता है। लोग जानते हैं कि वायु संचार और पता लगाना मुख्य रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर निर्भर करता है, जैसे कि रेडियो संचार और रडार उपकरण, आदि, सभी हवा में सूचना प्रसारित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर निर्भर करते हैं। पानी के भीतर संचार और पता लगाने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करना संभव नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पानी में बड़े पैमाने पर प्रसार नुकसान होता है, और उन्हें ऐसे व्यक्ति द्वारा अवशोषित किया जाएगा जो दूर तक यात्रा नहीं करता है। हालाँकि, पानी में ध्वनि तरंगों के प्रसार का नुकसान बहुत छोटा है, इसलिए पानी के नीचे संचार और पता लगाने में मुख्य रूप से ध्वनि तरंगों का उपयोग सूचना प्रसारित करने के लिए किया जाता है, और ध्वनि तरंगों को उत्पन्न करने और उनका पता लगाने वाले उपकरणों को सोनार सिस्टम कहा जाता है। सोनार सिस्टम पानी के भीतर नेविगेशन, संचार, पनडुब्बियों और मछली स्कूलों का पता लगाने और समुद्री अनुसंधान के लिए अपरिहार्य उपकरण हैं। लोग पानी में सोनार की तुलना हवा में रडार से करते हैं, और सोनार प्रणाली की आंखें और कान पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर हैं। पानी के भीतर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर पर अनुसंधान प्रथम विश्व युद्ध में शुरू हुआ। फ्रांस के लैंग्विन ने पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के आधार पर पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए पहली बार क्वार्ट्ज क्रिस्टल का उपयोग किया। हालाँकि लैंग ज़िवान द्वारा बनाया गया पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर उस समय तकनीकी स्थितियों के कारण सीमित था और वास्तव में गहरे समुद्र की पनडुब्बियों पर इसका उपयोग नहीं किया गया था, इसने भविष्य में पानी के नीचे ध्वनिक विज्ञान के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया। लैंग्विन ट्रांसड्यूसर पानी में ध्वनि तरंगें उत्सर्जित करने के लिए क्वार्ट्ज क्रिस्टल के रिवर्स वोल्टेज प्रभाव का उपयोग करता है, पीजो सिरेमिक ट्यूब सकारात्मक वोल्टेज प्रभाव के माध्यम से पानी से लौटी ध्वनि तरंगों को प्राप्त करती है, और पल्स ध्वनि तरंगों के पारस्परिक समय के अनुसार कुछ पानी के नीचे माप करती है।

लोगों ने इस पर गहन और व्यवस्थित शोध किया है पीज़ोइलेक्ट्रिक अंडरवाटर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर । उन्हें व्यावहारिक बनाने के लिए हालाँकि, उस समय उपयोग की जाने वाली मुख्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पानी में घुलनशील पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल थे - रोश नमक और पोटेशियम डाइऑक्सीफॉस्फेट। 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक दिखाई दिया। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के साथ पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर बनाना लगभग लोगों द्वारा चुनी जाने वाली मुख्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री बन गई है। क्योंकि इसमें कई विशेषताएं हैं जो पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल में पहले नहीं थीं, यह पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए सबसे आदर्श पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री बन गई है, और कोई अन्य सामग्री नहीं है जो इसकी बराबरी कर सके। पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक अंडरवाटर ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के मुख्य लाभ हैं:

(1) डीसी बायस वोल्टेज और कॉइल की कोई आवश्यकता नहीं, कंपन प्रणाली सरल है;

(2) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर आकार में छोटा है और इसमें उत्कृष्ट विशेषताएं हैं;

(3) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर को आवश्यकतानुसार किसी भी आकार में बनाया जा सकता है।

पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर पानी के भीतर ध्वनिक प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ट्रांसड्यूसर हैं। पानी के नीचे ध्वनिक ट्रांसड्यूसर के प्रदर्शन संकेतकों में केवल ऑपरेटिंग आवृत्ति, इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक, इलेक्ट्रोमैकेनिकल रूपांतरण गुणांक, गुणवत्ता कारक, आवृत्ति विशेषताएँ, प्रतिबाधा विशेषताएँ, दिशात्मक विशेषताएँ, आयाम विशेषताएँ, ट्रांसमिशन संवेदनशीलता, रिसेप्शन संवेदनशीलता, ट्रांसमीटर शक्ति, तापमान और समय स्थिरता गुण, यांत्रिक शक्ति और वजन आदि की आवश्यकता होती है। हालांकि, एक व्यावहारिक ट्रांसड्यूसर के लिए, अवसर की परवाह किए बिना इतने सारे सूचकांक आवश्यकताओं को सामने रखना आवश्यक नहीं है, बल्कि इसके उपयोग और अनुप्रयोग के अनुसार अलग-अलग और प्रतिनिधि सूचकांक आवश्यकताओं को आगे रखना आवश्यक है। अवसर.

दूसरा, पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर

के प्रकट होने के बाद पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक , सिरेमिक फिल्टर बनाना संभव है। पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर के विभिन्न कंपन मोड का उपयोग करके विभिन्न आवृत्तियों वाले सिरेमिक फिल्टर बनाए जा सकते हैं। सबसे पहले लागू कंपन मोड रेडियल कंपन या समोच्च कंपन है, जो 455kHz फ़िल्टर बनाता है। बाद में, सिरेमिक फिल्टर की आवृत्ति दोनों सिरों तक विकसित हुई, जिसमें उच्च अंत 10 मेगाहर्ट्ज तक पहुंच गया और निचला अंत 1kHz से नीचे पहुंच गया। ऊर्जा ट्रैप मोड के अनुप्रयोग के कारण, सिरेमिक फिल्टर की आवृत्ति 100 मेगाहर्ट्ज जितनी अधिक है, इंटरडिजिटल ट्रांसड्यूसर द्वारा उत्तेजित सतह ध्वनिक तरंग फिल्टर 1GHz से ऊपर पहुंच गया है, और सब्सट्रेट के रूप में पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग करके सतह ध्वनिक तरंग फिल्टर की उच्चतम आवृत्ति 630 मेगाहर्ट्ज तक हो गई है।

पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर भी अपने अनुप्रयोग के संदर्भ में एक वाइब्रेटर है, और इसकी मूल संरचना चार टर्मिनल बनाने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक बॉडी पर इलेक्ट्रोड के दो सेट सेट करना है। प्राथमिक पक्ष में एक विद्युत संकेत जोड़ने से यह प्रतिध्वनित होता है, और द्वितीयक पक्ष में एक आउटपुट होता है। इस प्रकार यह अनुनाद के समय ट्रांसफार्मर का कार्य करता है। पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर पर शोध पहले शुरू हुआ था। मोनोलिथिक सिरेमिक से बने पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर की शक्ति और ड्राइविंग वोल्टेज को बढ़ाना आसान नहीं है। मल्टी-लेयर पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर को मोनोलिथिक कैपेसिटर निर्माण तकनीक के समान मल्टी-लेयर मिश्रित तकनीक के साथ निर्मित किया जाता है, और इसकी शक्ति और ड्राइविंग वोल्टेज में काफी सुधार होता है, जो पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर की एप्लिकेशन रेंज को और विस्तारित करता है।

 

1. पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर

पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर 1950 के दशक से विकसित किए गए हैं। उस समय बेरियम टाइटेनेट का उपयोग मुख्य सामग्री के रूप में किया जाता था। बूस्ट अनुपात कम है (केवल 50-60 गुना)। आउटपुट वोल्टेज लगभग 3000V है। लेड जिरकोनेट टाइटेनेट पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्रियों के उद्भव के साथ, स्टेप-अप अनुपात 300 ~ 500 गुना तक बढ़ गया है, और इसे धीरे-धीरे लोकप्रिय बनाया गया है और टेलीविजन, इलेक्ट्रोस्टैटिक कॉपियर और नकारात्मक आयन जनरेटर में उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति के रूप में उपयोग किया जाता है।

(1) बुनियादी सिद्धांत. पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में विद्युत कंपन ऊर्जा इनपुट को व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से यांत्रिक कंपन ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, और फिर सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। इन दो ऊर्जा रूपांतरणों के दौरान प्रतिबाधा रूपांतरण (कम प्रतिबाधा से उच्च प्रतिबाधा तक) का एहसास होता है, ताकि सिरेमिक शीट की गुंजयमान आवृत्ति पर उच्च पीजोइलेक्ट्रिक आउटपुट प्राप्त किया जा सके। अब ट्रांसफार्मर के सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए एक उदाहरण के रूप में स्ट्रेचिंग कंपन वाले क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर ट्रांसफार्मर को लें।

 

संपूर्ण सिरेमिक चिप को दो भागों में विभाजित किया गया है, बायां भाग इनपुट अंत है (जिसे ड्राइविंग भाग भी कहा जाता है), ऊपरी और निचले किनारों पर जले हुए चांदी के इलेक्ट्रोड होते हैं, जो मोटाई की दिशा के साथ ध्रुवीकृत होते हैं, दायां भाग आउटपुट अंत होता है (जिसे बिजली उत्पादन भाग भी कहा जाता है), और दायां भाग आउटपुट अंत होता है (जिसे बिजली उत्पादन भाग भी कहा जाता है)। सतह पर जले हुए चांदी के इलेक्ट्रोड हैं। इसकी लंबाई के साथ ध्रुवीकरण हुआ। जब एक वैकल्पिक वोल्टेज को इनपुट सिरे पर लागू किया जाता है, तो रिवर्स वोल्टेज प्रभाव के कारण, सिरेमिक टुकड़ा लंबाई दिशा के साथ खिंचाव कंपन उत्पन्न करेगा, जो इनपुट विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित कर देगा; जबकि बिजली उत्पादन भाग सकारात्मक वोल्टेज प्रभाव के माध्यम से यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करेगा, और फिर इसे आउटपुट अंत से आउटपुट वोल्टेज में स्थानांतरित करेगा। जब कोई लोड नहीं होता है, तो ओपन सर्किट बूस्ट अनुपात, क्यूएम सामग्री का यांत्रिक गुणवत्ता कारक है; K31, K33 सामग्री के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन गुणांक हैं; एल बिजली उत्पादन भाग की लंबाई है; t ट्रांसफार्मर की मोटाई है। पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर का उपयोग मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज, कम शक्ति और साइन तरंग रूपांतरण के मामले में किया जाता है, और इसमें उच्च आउटपुट वोल्टेज, हल्के वजन, छोटे आकार, कोई रिसाव चुंबकीय क्षेत्र और कोई दहन नहीं जैसे अद्वितीय फायदे होते हैं। कई वोल्टेज आउटपुट प्राप्त करने के लिए, क्षैतिज-ऊर्ध्वाधर ट्रांसफार्मर के आउटपुट वोल्टेज के अनुसार लंबाई के समानुपाती होता है, बिजली उत्पादन भाग के अंत के करीब, वोल्टेज जितना अधिक होता है, और अलग-अलग वोल्टेज आउटपुट प्राप्त करने के लिए शाफ्ट हेड के रूप में बिजली उत्पादन भाग के विभिन्न पदों पर इलेक्ट्रोड बनाए जा सकते हैं।

 

(2) मोनोलिथिक (मल्टीलेयर) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर का मूल कार्य सिद्धांत और विशेषताएं। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक एक भंगुर पदार्थ है। इसकी यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर की एक निश्चित मोटाई होनी चाहिए, और उपर्युक्त ट्रांसफार्मर का ड्राइविंग वोल्टेज काफी सीमित है। इस कारण से, मोनोलिथिक (मल्टी-लेयर) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर परियोजना अस्तित्व में आई। मोनोलिथिक (मल्टी-लेयर) संरचना को अपनाने के बाद, प्रत्येक एकल परत की मोटाई और परतों की संख्या को समायोजित किया जा सकता है, और ड्राइविंग वोल्टेज अब सीमित नहीं है, इसलिए वोल्टेज बनाया जा सकता है। इलेक्ट्रिक ट्रांसफार्मर सबसे अच्छी स्थिति में काम कर सकते हैं, चाहे वे किसी भी ड्राइविंग वोल्टेज में हों।

इस परियोजना की मुख्य प्रौद्योगिकियाँ सबमाइक्रोन निम्न-तापमान सिंटरड हैं पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री , आंतरिक इलेक्ट्रोड सह-फायरिंग प्रौद्योगिकी, ध्रुवीकरण उपचार प्रौद्योगिकी और संरचनात्मक डिजाइन। मोनोलिथिक (मल्टीलेयर) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसफार्मर (एमपीटी) निम्नलिखित विशेषताओं के साथ इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसफार्मर की तीसरी पीढ़ी हैं।

① अल्ट्रा-थिन: मोटाई आम तौर पर 4 मिमी से अधिक नहीं होती है।

②उच्च रूपांतरण दक्षता: पूर्ण लोड (प्रतिरोधक भार) पर 97% से अधिक।

③ इसमें लोड शॉर्ट सर्किट के स्वचालित कट-ऑफ की स्व-सुरक्षा सुविधा है।

④गुंजयमान ट्रांसफार्मर: यह शून्य वोल्टेज और शून्य वर्तमान रूपांतरण का एहसास कर सकता है।

⑤ इसमें कम प्रतिबाधा भार के लिए अर्ध-निरंतर वर्तमान आउटपुट विशेषताएं हैं।

⑥ कोई रिवर्स पीक वोल्टेज नहीं, पावर एम्पलीफायर सर्किट की विश्वसनीय सुरक्षा।

⑦ कोई विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप नहीं।

⑧कोई कुंडल टूटना, फफूंदी टूटना नहीं।

⑨नमक स्प्रे प्रतिरोध, अच्छा मौसम प्रतिरोध, विशेष रूप से समुद्री जलवायु में उपयोग के लिए उपयुक्त।

 

2. पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पिकअप और स्पीकर

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक ट्रांसड्यूसर का व्यापक रूप से इलेक्ट्रोकॉस्टिक उपकरण, जैसे पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पिकअप और स्पीकर में उपयोग किया जाता है।

(1) डबल-डायाफ्राम वाइब्रेटर (चित्र 6-16)। इलेक्ट्रोकॉस्टिक उपकरण को कम यांत्रिक प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है और यह ध्वनि स्रोत या कंपन स्रोत से मेल खा सकता है, और डबल-डायाफ्राम पीज़ोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। यह दो पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीटों से बना है जो लंबाई में फैलने योग्य हैं। जब एक टुकड़ा खींचा जाता है, तो दूसरा टुकड़ा छोटा हो जाता है, और पूरा टुकड़ा झुक जाता है।

 

यह डबल-डायाफ्राम वाइब्रेटर का कार्य सिद्धांत देता है। जब एक निश्चित मोटाई वाले पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के एक टुकड़े को बल के तहत मोड़ा जाता है, तो इसकी मोटाई का एक पक्ष लम्बा हो जाता है, और दूसरा पक्ष संकुचित हो जाता है। इस समय, सिरेमिक टुकड़े के अंदर चार्ज उत्पन्न होंगे। , लेकिन क्योंकि पूरे डायाफ्राम की ध्रुवीकरण दिशा समान है, ऊपरी भाग लम्बा है, और निचला पक्ष संकुचित है, जिसके कारण विद्युत द्विध्रुव क्षण विपरीत होता है, और ऊपरी और निचले पक्षों पर समान चार्ज चिह्न होता है, इसलिए कोई संभावित अंतर नहीं होता है, जैसा कि चित्र 6-16 (ए) में दिखाया गया है। यदि इसके स्थान पर दो सुपरइम्पोज़्ड शीट वाली डबल-डायाफ्राम संरचना का उपयोग किया जाता है, तो बल मुड़ने पर वोल्टेज आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है। चित्र 6-16(बी) श्रृंखला में जुड़े विपरीत ध्रुवीकरण दिशाओं वाले दो डायाफ्राम का उपयोग करता है। जब कोई बल लगाया जाता है, तो ऊपरी भाग खिंचता है और निचला भाग सिकुड़ता है। चूंकि ध्रुवीकरण दिशाएं विपरीत हैं, डबल डायाफ्राम के ऊपरी और निचले हिस्से विपरीत संकेतों से चार्ज होते हैं, और एक वोल्टेज आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है। चित्र 6-16(सी) समानांतर में समान ध्रुवीकरण दिशा के साथ दो डायाफ्राम को जोड़कर बनाया गया है, और आउटपुट वोल्टेज भी प्राप्त किया जा सकता है।

 

(2) पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक स्पीकर संरचना और कार्य सिद्धांत: पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक स्पीकर उच्च संवेदनशीलता वाला एक सरल और हल्का इलेक्ट्रो-ध्वनिक उपकरण है, कोई चुंबकीय क्षेत्र स्पिलओवर नहीं, तांबे के तारों और मैग्नेट की कोई आवश्यकता नहीं, कम लागत, कम बिजली की खपत, आसान मरम्मत, आसान बड़े पैमाने पर उत्पादन, आदि।

इसका ड्राइव सिस्टम एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डबल डायाफ्राम है, कंपन प्रणाली एक पेपर शंकु है, और युग्मन तत्व प्रभावी ढंग से ड्राइव सिस्टम की ऊर्जा को कंपन प्रणाली में स्थानांतरित करता है। काम करते समय, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डबल डायाफ्राम में जोड़ी गई विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जो इसे कंपन और ध्वनि बनाने के लिए युग्मन तत्व के माध्यम से पेपर शंकु में प्रेषित किया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक डबल-डायाफ्राम में अपेक्षाकृत उच्च प्रतिबाधा होती है, जो एक वोल्टेज ड्राइव का निर्माण करती है। बल F और वोल्टेज V के बीच संबंध F=KV है, और K आनुपातिक गुणांक है। यदि विकिरण प्रतिबाधा सहित कंपन यांत्रिक प्रतिबाधा Z है, तो कंपन की गति है: v=F/Z, उच्च डायाफ्राम के केंद्र r पर ध्वनि दबाव P प्राप्त किया जा सकता है। |P|=10fρS/r |v| कहां: एफ-आवृत्ति; ρ-मध्यम घनत्व; एस-कशेरुका शरीर का प्रभावी क्षेत्र। इसके अलावा, अन्य इलेक्ट्रो-ध्वनिक ऊर्जा कन्वर्टर्स को पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के अनुसार बनाया जा सकता है, जैसे ट्रांसमीटर, रिसीवर, बजर, आदि...