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如何选择高温型振动式物位开关压电陶瓷

2018-08-22

　　压电陶瓷是一种新兴的功能陶瓷材料，它可以将机械能与电能相互转换，具有正负压电效应，在我们的振动式物位开关仪表测量中，起到非常重要的作用。压电陶瓷片是振动式物位开关的核心部件，它使仪表探头在谐振频率下产生振动及信号接收，并通过智能电路单元处理分析输出一个开关信号，来判断物料的存在。因此，如何选择高温型振动式物位开关压电陶瓷就显得颇为关键。

　　事实上，压电陶瓷具有压电效应，是由于陶瓷内部存在自发极化行为，再经过人工极化处理而被迫取向排列后，陶瓷内部存在剩余极化强度，在外界（如压力或电场）的作用下使此极化强度发生变化，陶瓷就出现了压电效应。衡量压电陶瓷的性能参数，通常有介电常数ε，压电常数d，机电耦合系数kp，品质因数Qm以及居里温度Tc等等。
　　温度因素对压电陶瓷性能的影响最为敏感，它有一个极限使用温度，当温度达到这一极限温度时，压电陶瓷就会失去压电性能，这一温度叫居里温度。随着温度的上升，压电材料的一些电特性参数会下降，影响传感器的输出灵敏度，并使传感器的低频响应变坏。
　　通常地，一般压电陶瓷的安全工作温度处于0℃到1/2居里温度之间。鉴于物位开关的实际工况的复杂性，尤其在高温工况下，对压电陶瓷材料的性能提出了更高的要求。如果在较高的工作温度下选用温度特性差的压电材料，料位开关的振动会很快减弱，经常出现误动作，或使压电陶瓷损坏，振动开关失效，从而无法检测或判断物料的存在，影响正常的工业生产。
　　因此，在对高温等恶劣环境下工作的压电陶瓷进行选型时，应尽量选居里温度高些和热稳定性好的压电材料，以期获得较宽的工作温度范围；同时选用的压电陶瓷的介电常数、压电常数和机电耦合系数应尽可能大；除此之外，还应选择添加有“变价”添加物的压电材料，使材料“软”“硬”性质兼有，以提高材料的温度稳定性和时间稳定性。
　　经过工程师对压电陶瓷应用的深入研究，和对压电陶瓷的多次高温试验，选择适合高温工况工作的压电器件，使计为公司生产的振动式物位开关可以在高温的工况下稳定工作。因此，产品也得到了客户的广泛认可。

（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2018年8月22日发布）

TAGS : 物位开关

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2016-11-18>振动式物位开关可靠性测试报告（中文）
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