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陶瓷传感器的应用与特点

陶瓷是一种存在了很长一段时欧洲杯足球竞彩间的材料,从制造瓷器的材料演变而来。除了在艺术画廊看到的传统陶瓷,还有大量用于传感器应用的技术陶瓷材料和压电陶瓷材料。欧洲杯足球竞彩

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图片来源:Peter Sobolev/Shutterstock.com

用于传感器的陶瓷通常分为两类。由传统陶瓷材料制成的,通常在本质上非常坚硬,而由压电陶瓷材料制成的,通常比较软,在挤压时产生电荷。欧洲杯足球竞彩

传统陶瓷

当需要韧性和耐久性时,传统陶瓷被用于传感器。由于压电陶瓷的性质,传统的陶瓷传感器是在电场存在时使用的,因为高电场限制了压电陶瓷的使用。传统陶瓷与压电陶瓷传感器在不同的环境中使用,通常用于应力和/或热的环境中。这是因为由传统陶瓷制成的传感器往往具有更高的抗大量应力,在多次加热循环下不太可能去极化,而且通常比压电陶瓷传感器表现出更低的滞后。

几种陶瓷材料可以用于这些传感器,欧洲杯足球竞彩但要求耐高温、坚固、使用寿命长、可以直接接触恶劣的介质(特别是液体)和可清洗(如果它们要插入特定的介质)。这意味着诸如氧化铝、氧化锆和氧化钇等材料欧洲杯足球竞彩,以及这些材料的增韧/增强版本,已经成为一些常用的传感表面材料。

在实际应用中广泛应用于温度和压力传感器。然而,它们的化学惰性和广泛介质使用的能力意味着它们也用于检测气体(如氧气)和不同环境中的腐蚀,以及用于近距离传感,电容传感,油位传感器,测量苛刻化学物质的流量,监控食品和饮料行业的成分流动。

压电陶瓷

由于压电陶瓷传感器表现出一种非常有用的现象,即压电效应,它们已成为一类广泛应用的传感器。压电材料的压电效应来实现受到物理力,力使原子晶格上的电荷转移到一个点,所有同种电荷积累材料的一端,而相反的另一端的同种电荷积累材料。结果是在材料上产生了可以被检测到的电荷。

因此,有许多由陶瓷材料制成的压电和压阻传感器。欧洲杯足球竞彩压电陶瓷传感器的主要应用领域之一是物理传感器,如应变片/应力-应变传感器,因为物理力在陶瓷材料上的应用会产生可检测的电流。然而,有许多物理力可以产生这些电流,例如压缩和拉伸,这意味着在一些遭受物理变形的环境中可以利用压电陶瓷传感器。

然而,压电陶瓷传感器不仅仅能够产生可检测的电荷,这也是为什么压电陶瓷传感器是一种流行的陶瓷传感器的选择。与传统陶瓷传感器相比,压电陶瓷往往具有更大的机电耦合因素、压电常数、介电常数和介电常数,但在机械上不那么坚固。近年来,纳米材料的发展拓宽了压电陶瓷传感器的领域。欧洲杯足球竞彩许多无机陶瓷纳米材料也表现出压电效应,可以比其他压电陶欧洲杯足球竞彩瓷材料做得更小、更薄,这为压电陶瓷传感器开辟了新的应用领域。

压电陶瓷的两种分类方法是:有源和无源压电陶瓷传感器。有源压电陶瓷传感器用于测量发射机和接收机之间的飞行时间。在这些情况下,陶瓷将处于其谐振频率,作为发射器,如果作为接收器,则处于反谐振状态。主动压电陶瓷传感器的具体例子包括建筑物上的应变计(在施工期间和完工后)、液位传感器、医疗超声波设备和流量传感器。

在无源压电陶瓷传感器中,陶瓷的工作频率低于其共振频率水平,这意味着它们可以应用于更宽的频率范围和更宽的频带响应。这意味着无源压电陶瓷传感器非常适合于加速度计、水听器、麦克风和音乐拾音器应用。

参考资料及进一步阅读

CeramTec:https://www.ceramtec.com/applications/piezo-applications/sensor-technology/

CoorsTek:https://www.coorstek.com/english/industries/electronics/sensors/

Servoflo:http://blog.servoflo.com/applications-for-ceramic-pressure-sensors

美国压电:https://www.americanpiezo.com/apc-欧洲杯足球竞彩materials/apc-materials-for-sensing-applications.html

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利亚姆奎奇立

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利亚姆奎奇立

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)是一名作家和记者,专攻化学和纳米技术,拥有化学和纳米技术MChem学位和化学工程研究硕士学位。

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  • 美国心理学协会

    奎奇立利亚姆。(2020年,05年2月)。陶瓷传感器的应用与特点。AZoM。于2021年9月27日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18849检索。

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    奎奇立利亚姆。“陶瓷传感器的应用与特性”。AZoM.2021年9月27日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18849 >。

  • 芝加哥

    奎奇立利亚姆。“陶瓷传感器的应用与特性”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18849。(2021年9月27日生效)。

  • 哈佛大学

    奎奇立Liam》2020。陶瓷传感器的应用与特点.viewed September 27, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18849。

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