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動作中の圧電セラミック結晶の主な役割は、電圧と周波数の変化に応じて機械的に変形することです。一方、圧電セラミックスが振動すると電荷が発生します。この原理を利用して、2枚の圧電セラミックスまたは金属片を貼り合わせた圧電セラミックスからなる振動子に電気信号を加えると、電気信号を加えたときの屈曲振動により超音波信号が放射されます。これに対し、超音波振動トランスデューサを圧電バイモルフ素子に適用すると、電気信号が発生します。以上の効果を踏まえると、 圧電セラミック製の長方形 圧電トランスデューサーは、超音波センサーとして使用できます。
トランスデューサーの原理 圧電セラミック プレート は次のとおりです。この圧電セラミック プレートに圧力または張力が加えられると、圧電セラミック プレートの両端に逆極性の電荷が生成され、回路に電流が形成されます。この効果は圧電効果と呼ばれます。この圧電セラミックで作られたトランスデューサーを水中に置くと、音波の作用により、その両端に電荷が誘導されます。これは音波受信機です。さらに、圧電効果は可逆的です。圧電セラミックシートに交流電界を印加すると、圧電セラミックシートが薄くなったり厚くなったりすると同時に、振動して音波を発します。このようにして、超音波送信機の問題も解決される。
圧電セラミックスシートの化学量論比がずれている。のパフォーマンス 圧電セラミックシリンダーの 生産プラントは安定した制御が難しい。動作中にリングに汚染を引き起こし、人間の健康を危険にさらします。この際、内部電極には白金などの貴金属が使用されることが多く、装置のコストが大幅に上昇してしまう。鉛の揮発を防ぎ、鉛の損失を少なくするために密閉容器内で焼結し、過剰な鉛成分を添加することも考えられますが、焼結温度を下げることで防止する必要があります。鉛の損失が少ないため、エネルギーも節約できます。
