气动阀中的压电技术

多重优势的未来技术，可用于多种行业

压电技术在气体输配中的效率和精度十分亮眼，同时还具有超高的节能、无噪音工作和工作时不产生热量的优点。在半导体行业、自动化实验室或医疗技术中，可被用于高速拾放应用、高精度点胶或在便携式设备中用于给病人可靠地提供氧气供应。压电阀的原理*不同于传统的电磁阀。取决于结构特点，压电阀可执行多种阀功能，从而满足不同的要求。Festo 提供丰富的解决方案产品组合，有两位两通比例阀，也有比例节流阀和压力调节阀，以及用作用于工业 4.0 的数字控制终端中的先导阀。

压电技术历史和原理

简史

压电效应 (源于希腊语 "Πιεζώ“ (Piezo) = 压电)，由居里兄弟（雅克·居里和皮埃尔·居里，后者是居里夫人的丈夫）于 1880 年发现。他们发现在机械负载下，特定的不导电材料会在表面产生电荷，变得导电。

什么是压电元件？

压电元件是机电换能器。通过所谓的正压电效应，压电元件将机械力（压力、张力或加速度）转换成一个可测量的电压。逆压电效应的作用正好相反：当接通电压时压电元件会发生形变，从而产生机械运动或振幅。

原理

压电材料通常为特殊的陶瓷材料，表面结构导电，将电能转换成机械能，反之亦然。压电陶瓷中的分子晶格结构在居里温度 (TC) 以下时为非对称，所以是个偶极。用强电场，就可让压电陶瓷极化，或换言之，让晶格结构按优先方向排列。这时陶瓷材料具有了压电属性，接通电压后会产生形变。沿着电场线发生物理形变。因为陶瓷的体积恒定，所以收缩时与电场线呈直角。基于压电的驱动器具有几乎不需要任何能源的特点。用电气术语来说，压电元件是一个由两个导电板和作为介电体的压电陶瓷材料组成的电容器。只有电容器充电时才会有电流。充电完成后，电流变为零。因为功率的计算等式为电压 x 电流，所以如果没有更多的电流流通，那么功率就是零。在需要能效的场合，在压电驱动器复位后甚至可实现恢复充电。随后，可再次用于新一次的充电工作循环。