Устройство для поляризации пьезокерамических элементов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее поляризационную камеру,соединенную с источником поляризационной среды, нагреватель и источник высокого напряжения, выход которого соеди ней с контактами для подключения пье. зокерамических элементов, размещенными в поляризгщиойной камере, датчик температур, о тли чаю щ е е с я тем, что, с целью улучшения электрофизических параметров и увеличения . механической прочности пьезокерамических зшёментов, оно снабжено блоком автоматического управления, системой охлаждения, содержащей источник охлаждающей среды и теплообменник, размещенный в поляризационной К Ц4ере, параллельно продольной оси которой расположен нагреватель, причем выходы блока автоматического управления соединены с входами источников высокого напряжения, поляризационной среды , охлаждёиощей среды, нагревателя, а входы - с датчиком высокого напряжения , установленным на источнике высЬкого напряжения, и датчиком температур , закрепленным внутри пЬляри зационной Кс1меры. ,. g 2. Устройство-по П.1, о т ли ч а (О ю щ е ее я .тем, что, с целью повышения производительности труда, поляризадионная камера снабжена п контак-. Тс1ми для подключения пьезокерамических элементов, каждый из которых соединен с источником высокого напряжения через тркоограничивакиций резйс- . тор.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧНжИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И

3(бп Н 03 Н 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОИ;КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОЧНРЫТИЙ (21) 3479484/18-23 (22) 28.07. 82 (46) 23. 10.83. Бюл. 9 39 (72) Г.В.Турыкин (53) 621.372.412(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 320917, кл. Н -03 Н 3/02, 1972.

2 ° Глозман И.A. Пьезокерамика. М.:

"Энергия", 1972, с. 38-40.

3. Авторское свидетельство СССР

i9 577641, кл. Н 03 Н 3/02, 1977 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРИЭА-.

ЦИИ ПЬЕЗОКЕРАИИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ,,содержащее поляризационную камеру,соединенную с источником. поляриэациоиной среды, нагреватель и источник высокогенапряжения, выход которого соеди-. нен с контактами для подключения пье зокерамических элементов, размещенными в поляриэациоиной камере, датчик. температур, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения электро физических параметров и .увеличения механической прочности пьезокерами-. ческих элементов, оно снабжено блоком автоматического управления, сис» темой охлаждения, содержащей источник охлаждающей среды и теплообменник, размещенный в ноляризационной камере, параллельно продольной оси которой расположен нагреватель, иричей .выходы блока .автоматического управления соединены с входами источников высокого напряжения, поляризационной среды, охлаждающей среды, нагревателя, а входы - с датчиком высокого напряжения., установленным на источнике высокого напряжения, и датчиком температур, закрепленным внутри, поляри» зационной камеры., Я

2 ° Устройство по п.1-, о т л и ч аю щ е е с я .тем, что, с целью повышения производительности труда, поляризационная камера снабжена и контак-. тами для подключения пьезокерамическнх элементов, каждый иэ которых сое- Q динен .с источником высокого напряжения через токоограничивающий резистор.

1050095

Изобретение относится к производству изделий из пьезоэлектрической керамики и.может быть использовано в электронной проьышленности при изготовлении пьезокерамических элемен(nay) .. 5

Известно устройство, содержащее источник постоянного напряжения, источник переменного напряжения, резистор, дроссель и конденсатор (1 1.

Недостатками .такого .Устройства яв- Я ляются низкая производительность, обусловленная трудностью автоматиза-.. ции .процесса поляризации в .устройст-., ве, большой разброс электрофиэичес- ких и механических параметров, связанный с тем, что для разогрева образцов в переменном поле требуется предварительная. поляризация, а их температура в свою очередь зависит от степени эаполяризованности.

Известно устройство. для "поляриза ции ПКЭ, содержащее поляризационные камеры, связанные с источником поляризационной среды, в которых раэмецены приспособления - кондукторы с заправленными в них ПКЭ, ленточный конвейер, источник изоляционной и промывочной жидкостей, источник высо кого напряжения и нагреватель, расположенный вне поляриэационных камер Г2). . ЭО

Недостатком данного устройства является низкая производительность rpy» да, определяемая использованием боль- шого объема ручных работ, наличием изоляционной и промывочных жидкостей.35

Температура поляризации ПКЭ ограничивается применением в качестве изоляционной жидкости масел (температура возгорания 200 С ), кроме того, изоляционная жидкость, попадая в. поРы 40 пьеэокерамики и на поверхйость электродов ПКЭ, ухудшает их параметры .(адгеэию ) при .склейке преобразователей, стабильность электрофиэических параметров при работе ПКЭ в установ- 45 ках с высокой температурой и др. Отсутствие контроля за режимом нагрева, и охлаждения ведет к разбросу элек-трофиэических параметров, а наличие. большого числа узлов и блоков приводит к снижению надежности работы устройства.

Наиболее близким техническим реше. кием к изобретению является устРой-, ство для поляризации ПКЭ, содержащее .поляризационные камеры, соединенные . с источником поляризациониой,среды (сжатый воздух ), нагреватель, рас,положенный вне поляриэационных камер, источник высокого напряжения, выход которого соединен с контактами для . 60. подключения ПКЭ, размещенными в поляризацкомиой камере, конвейер карусельного типа и датчик температур ГЗ."ь

В устройстве цикл поляризации определяется жесткой программой, задан-65 ной мехаиической системой, что ограничивает набор пьеэокерамических материалов, пригодных для поляризации

ПКЭ о заданными электрофизическими и механическими параметрами, кроме того, конкретная конструкция камеры поляризации ограничивает применение и по геометрии ПКЭ, например, сфер, цилиндров и др.

Отсутствие нагревателя .и датчика температур непосредственно в поляри» зационной камере не дает возможноств определять наряду с другими фактора ми будущие электрофизические и механические параметры ПКЭ, особенно при поляризации вблизи точки Кюри.

При переносе ПКЭ иэ нагревателя в холодную поляриэационную камеру и при подаче в нее холодного сжатого газа в ПКЭ могут возникать термоудары с механическими разрушениями, поверхностного.слоя ПКЭ.

Целью изобретения является улучше ние электрофиэических параметров и увеличение механической прочности пьезокерамических элементов, а также повышение производительности труда.

ПостаЪленная цель достигается тем, что устройство для поляризации

ПКЭ, содержащее поляризационную каме ру, соедйненную с источником поляризационной среды, нагреватель и ис- тачник высокого напряжения, выход которого соединен с контактами для под» ключения. ПКЭ, датчик температур, снабжено блоком автоматического управления, системой охлаждения, содержащей источник охлаждающей среды и теплообменник, размещенный, в поляризйционной камере, параллельно .продольной оси которой расположен нагреваФ тель, причем выходы блока автоматического управления соединены с входами источников высокого напряжения, поляризационной среды", охлаждающей среды, нагревателя,, а.входы ; с дат- . чикам высокого напряжения, -установленным на источнике высокого напряжения, и датчиком температур, за-. крепленным внутри поляризационной камеры.

При этом поляризационная камера снабжена и контактами для подключения ПКЭ, каждый иэ которых соедийен с источником высокого, напряжения через токоограничивающий резистор.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства для поляризации ПКЭ.

Устройство содержит поляризационную камеру 1, содержащую крышку 2 и корпус 3, нагреватель 4, расположенный параллельно. продольной оси камеры 1, теплообменники 5 и б системы охлаждения камеры 1, магазин 7 токоограничивающих резисторов 8, кассету

9, в которую закрепляются поляризуемые ПКЭ, источник 10 высокого напря10500 жения (ИВН ), источник 11 поляризаци онной среды, источник 12 охлаждающей жидкости, блок 13 автоматического управления, датчик 14 температур и датчик 15 напряжения. устройство работает следующим образом.

В кассету 9 закрепляют ПКЭ и устанавливают ее в камеру 1 так, что поляриэационные контакты 16 кассеты 9, под каждый иэ которых установлен ПКЭ,"p через проходные высоковольтные контакты 17, электрически изолированные от корпуса камеры с помощью изолято- ров 18, автоматически подключаются к токоограничивающим резисторам 8 и че- 15 рез них к источнику 10. Контакты 16 установлены на .общем изоляторе 19. . На блоке 13 задается программа цикла поляризации.

ЗаТем нажимают кнопку "Пуск", рас- 20 положенную на: передней панели блока

13; и процесс поляризации осуществляется автоматически, при этом по за данной программе .производится подача поляриэационной среды, охлаждаю- 25 щей жидкости и высокого напряжения в камеру поляризации в определенной последовательности.

Последовательность цикла поляризации состоит в следующем.

После нажатия кнопки "Пуск" в камеру 1 поляризации подается сжатый воздух, при достижении заданного давления включается нагреватель 4, после выхода на рабочую температуру подключается источник 10 высокого напряжения, после окончания его работы запускается система охлаждения..Когда температура в камере 1 поляризации достигнет величины порядка 50-60 С, подается сигнал плавного снижения напряжения .поляризации, и. при достижении значения его. равным нулю отключается система охлаждения и источник

11 поляризационной среды, при этом цикл поляризации заканчивается. Все перечисленные переходы осуществляются автоматически с помощью блока 13 . автоматического управления. ,После окончания поляризации. камеру

1 загружают новой кассетой, и цикл поляризации автоматически повторяется.

По сравнению с известным предложенное устройство для поляризации

ПКЭ из материалов любой сегнетожесткости обеспечивает повышение пройзводительности в 1,5-2 раза,,улучшение электрофизических параметров на 20ЗОЪ, возрастание прочности отполяриэованнык ПКЭ на 15-2ОВ в зависимости т материала и геометрии.

Предлагаемое устройство обеспечивает безжидкостную поляризацию ПКЭ любой геометрии ° Простота конструкции повышает надежность работы устройст-. ва.

1050095

Составитель В. Литвинов

Редактор T. Кугрышева Техред B.далекор,й Корректор A-Ферейц

Закаэ 8450/55 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д.4/5

»»

;Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4