Устройство для поляризации пьезокерамических элементов Советский патент 1983 года по МПК H03H3/02 

со

01 Изобретение относится к производ ству изделий из пьезоэлектрической керамики и. может быть использовано в электронной промышленности при из готовлении пьезокерамических элемен тов (ПКЭ ). . Известно устройство, содержащее источник постоянного напряжения, ис точник переменного напряжения, резистор, дроссель и конденсатор flJ. Недостатками .такого ус:1 ррйства я ляются низкая производительность, обусловленная трудностью автоматизации, процесса поляризации в .устройстве, большой разброс электрофизических 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 поляризации ПКЭ, содержащее поляризационные камеры, связанные с источником поляризационной среды, в которых размещены приспособления - кондукторы с заправленными в них ПКЭ, ленточный конвейер, источник изоляционной и промывочной жидкостей, источник высо кого напряжения и нагреватель, распо ложенный вне поляризационных камер С2. Недостатком данного устройства яв ляется низкая производительност ь тру да, определяемая использованием боль шого объема: ручных ра0от, наличием изоляционной и промывочных жидкостей Температура поляризадии ПКЭ ограничи вается применением в качестве изоляционной жидкости масел (температура возгорания f 2QQ°C), кроме того, изо ляционная жидкость, лопадая в. поры пьезокерами1 и и н,а поверхность электродов ПКЭ, ухудшает их параметры (адгезию при склейке преобразователей, стабильность электрофизических параметров при работе ПКЭ в установКсос с высокой температурой и др. Отсутствие контроля да режимом нагрева и охлаждения ведет к разбросу электрофизических параметров, а наличие большого числа узлов и блокрв привод дит к снижению надежности работы ycTpoflcTBa. . Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устроит ство для поляризации ПКЭ, содержащее поляризационные камеры, соединенные с источником поляризационной .среды (сжатый воздух }, нагреватель, р,ас положенный вне поляризационных камер источник высокого напряжеиия, выход которого соединен с контактёьми для подключения ПКЭ, размещенными в полярнзацио«ноя камере, конвейер карусельного типа и.датчик температур СЗ В устройстве цикл поляризации определяется жесткой программой, эадан ной механической системой, что ограничивает набор пьезокерамических материалов, пригодных для поляризации ПКЭ с заданными электрофизическими и механическими параметрами, кроме ТОГО, конкретная конструкция камеры поляризации ограничивает примене.ние и по геометрии ПКЭ, например, сфер, цилиндров и др. ; Отсутствиенагревателя .и датчика температур непосредственно в поляризационной к.амере. не дает возможность определять наряду с другими фактора- ми будущие электрофизические и механические параметры ПКЭ, особенно при поляризации вблизи то.чки Кюри. При переносепКЭ из нагревателя в холодную поляризационную 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 электрофизических Параметров и увеличение механической прочности пьезокерамических элементов, а также повышение производительности труда. Поставленная цель достигается тем, что устройство для поляризации ПКЭ, содержащееполяризационную , соединенную с и зточником поляризационной среды, иагреватель и истоЧник высокого напряжения, выход которого соединен с контактами для полкпючеаая. ПКЭ/ датчик температур, снабжено блоком автоматического управления , системой .охлаждения, содержащей источник охлаждающей среды и теплообменник, размещенный, в поляризационной камере, параллельно продольной оси которой расположен нагреватель , причем выходы -бл.ока автоматического, управления соединены с входами источников .высокого, напряжения, поляризационной среды, охлаждающей среды, нагревателя., а. входы v- с датчиком высокого напряжения, установ-г на источнике высокого напряжения, и датчикбм температур, за-г крепленным внутри поляризационной камеры. . При этом поляризационная камера снабжена г контактами для подключения ПКЭ, каждый из которых соединен с источником высокого.напряжения через токоограничивающий резистор. На чертеже представлена конструктивная схема устройства для поляризации ПКЭ. Устройство содержит поляризационную камеру 1, содержащую «рышку 2 и корпус 3, нагреватель 4 расположенный параллельно продольной оси камеры 1, теплообменники 5 и б систеьш охлаждения камеры 1, магазин 7 токоогра.ничивающих резисторов 8, кассету 9, в которую закрепляются поляризуеые ПКЭ, источник 10 высокого напряжения (ИВН), источник 11 поляризационной среды, источник 12 охлаждающей жидкости, блок 13 автоматического управления, датчик 14 температур и датчик 15 напряжения. Устройство работает следующим образом-.. . В кассету 9 закрепляютПКЭ и уста навливают ее в камеру 1 так, что поляризационные контакты 16 кассеты 9 , под каждый из которых установлен ПКЭ через проходные высоковольтные контакты 17, электрически изолированные от корпуса камеры с помощью изоляторов 18, автоматически подключаются к токоограничивающим резисторам 8 и че рез них к источнику 10. Контакты 16 установлены на общем изоляторе 19, ; - На блоке 13 задается программа цикла поляризации. Затем нажимают кнопку Пуск, рас положенную на- передней панели блока 13/ и процесс поляризации осуществля етсяавтоматически, при этом по заданной программе производится подача поляризационной среды, охлаждаю-. щей жидкости и высокого нап)й жения в камеру поляризации в определенной последовательности. Последовательность цикла поляризации состоит в сл.едующем. После нажатия кнопки Пуск в камеру 1 поляризации подается сжатый воздух, при достижении заданного дав ленйя включается нагреватель 4, после выхода на рабочую температуру подключается источник 10 высокого напря-. .жения, после окончания его работы запускается система охлаждения..Когда температура в камере 1 поляризации Достигнет величины порядка БО-бО С, подается сигнгш плавного снижения напряжения «поляризации, и- при достиже- НИИ значения его равным нулю отключается система охлеосдения и источник 11 поляризацио.нной среды, при этом цикл поляризации заканчивается. Все перечисленные переходы осуществляются автоматически с помощью блока 13 . автоматического управления. .После окончания поляризации камеру 1 загружают новой кассетЪй, я цикл поляризации автоматически повторяется. По сравнению с известным предложенное устройство для поляризации ПКЭ из материёшов любой сегнетожест- . КОСТИобеспечивает повышение производительности в 1,5-2 раза, .улучшение электрофизических параметров на 2030%, возрастание прочности отполяризованньЕх ПКЭ на 15-20% в зависимости от материала и геометрии. Предлагаемое устройство обеспечивает безжидкостную поляризацию ПКЭ . любой геометрии. Простота конструкции повышает надежность работы устройства . . - . .

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.