Способ однонаправленной круговой поляризации цилиндрических пьезоэлементов Советский патент 1988 года по МПК H04R31/00 

AAAA/ vAA V M U

4 N3

О 05

О5

А

Изобретение может быть исполь.зовано для изготовле|ц1я иьезоэлектрически.х фильтров, трансформаторов, двигателей, .чиний залерл ки и нрочих элементов и устройств в иьезотехнике. Цель изобретения - повышение ме.ханической прочности и снижение трудоемкости изготовления иьезоэлементов с однонанравленной круговой ноляризацией. Для этого а корнусе 1, заполненном диэлектрической жидкостью 2, расположены электропроводящие скользя.щие контакты 3 и 4, касающиеся гювер.хности частично по- гружепного в диэлектрическую жидкость 2 цилиндрического пьезоэлемента 5, приводимого во вращение вокруг своей оси. За время вращения каждый участок окружности цилиндрического пьезоэлемента 5 подвергается воздействию электрического поля в .меньшей по объему области ньезоэ.аемептом 5. Для уменьи ения деполяризации большей части цилиндрического пьезоэлемента 5, ограниченной линиями соприкосновения, эта часть не погружается в диэлектрическую жидкость 2, а выносится на воздух. 2 з. п. ф-лы, 5 ил. с S (Л

/Фиг /

Изобретение относится к способам поляризации пьезоэлементов и может быть использовано для изготовления пьезоэлектрических фильтров, трансформаторов, двигателей, линий задержки и прочих элементов и устройств пьезотехники с возбуждением в пьезоэлементах крутильных колебаний.

Целью изобретения является повышение механической прочности и снижение трудоемкости изготовления пьезоэлементов с одскользящих контактов 3 и 4 с цилиндрическим пьезоэлементом 5. Отношение длины малой дуги / цилиндрического пьезоэлемен- та 5,ограниченной (фиг. 1) точками касания электропроводящих скользяших контактов 3 и 4, к длине окружности цилиндра 2nR необходимо выбирать из условия 0,1 С//2л/ ; 0,25. Если ,25, происходит деполяризация поляризованного состояния обратным полем в большей по объему области

нонаправленной круговой поляризацией. Ю пьезоэлемента 5, в которой вектор напря- На фиг. 1 схематично изображена поля-женности электрического поля направлен

ризационная установка для осуществленияпротив поляризованности. Если //2л/ 0,1,

предлагаемого способа поляризации; нанеоправданно возрастает время, необходифиг. 2 и 3 - поляризованность полого и поляризации. Одно лишь соблюдесплошного пьезокерамических цилиндров, , ние соотношения между длиной малой дуги / соответственно после круговой поляризации длиной окружности 2л;/ не обеспечивает

получения поляризованности до насыщения. Для дополнительного уменьшения деполяризации большей части пьезоэлемента, ограниченной .линиями соприкосновения, эта 2Q часть не погружается в диэлектрическую жидкость, а выносится на воздух. Еще лучший результат получается при обдувании этой части пьезоэлемента холодным воздухом.

.... .„ Если линии соприкосновения скользящих

тично погруженног о в диэлектрическую контактов 3 и 4 с цилиндрическим пьезо- жидкость 2 цилиндрического пьезоэлемен-элементом 5 параллельны образующей цита 5, приводимого во вращение вокруг своей оси. Электропроводящие скользящие конкруговой поляризации предлагаемым способом при расположении электропроводящих скольящих контактов вдоль образующей цилиндра, на фиг. 4 и 5- то же, при расположении скользящих контактов под углом а к образующей.

Поляризационная установка (фиг. 1) содержит корпус 1, заполненный диэлектрической жидкостью 2. В корпусе 1 расположены электропроводящие скользящие контакты 3 и 4, касающиеся поверхности часлиндра, в пьезоэлементе 5 после поляризации возникает остаточная равномерная круговая поляризация, причем вектор поляризоединены к источнику 6 высокого напряжения .,,. ванности в каждой точке цилиндрического с помощью проводников 7 и 8 соответственно..-.--по.л.и-.. м..«о .-.и,. .urnu,,u.nu.

такты прижаты к пьезоэлементу 5 и подсоДиэлектрическая жидкость 2 нагревается до необходимой температуры с помощью нагревателя 9.

Способ осуществляется следующим образом.25

В диэлектрическую жидкость 2, нагретую с помощью нагревателя 9 до температуры, указанной в технических условиях на данный пьезокерамический материал, частично погружают цилиндрический пьезоэлемент 5, жестко закрепленный на валу (вал и элементы крепления не показаны), имеющем возможность вращения в корпусе 1. На скользящие контакты 3 и 4 подают напряжение от источника 6, и цилиндрический элемент

40

пьезоэлемента 5 имеет только тангенциальную составляющую (фиг. 2 и 3). Если же линии соприкосновения скользящих контактов 3 и 4 с цилиндрическим пьезоэлементом 5 располагаются под углом к образующей в пьезоэлементе 5 возникает остаточная поляризация, причем вектор поляризованности имеет в каждой точке как тангенциальную так и аксиальную составляющую. Формула изобретения

приводится во вращение. Время вращения трудоемкости изготовления пьезоэлементов

(Т) вычисляют из соотношения однонаправленной круговой поляризацией,

7 цилиндрический пьезоэлемент частично по гружают в нагреваемую диэлектрическую

где/ радиус пьезоэлемента;жидкость, к погруженной части прижимают / -длина малой дуги, ограниченнойд д электропроводяц их скользящих кон- образующими соприкосновения50 такта, соприкасающихся с цилиндрическим скользящих контактов;пьезоэлементом по линиям, параллельным i время поляризации, указанное вобразующей, к электропроводящим контак- TexHH4ecj Hx условиях на пьезокера-. прикладывают напряжение, больщее мическии материал.коэрцитивного, и вращают пьезоэлемент За это время каждый участок окружностивокруг своей оси, причем воздействие элект- пьезоэлемента подвергается воздействию55 рического поля и вращение производят в те- электрического поля в течение времени промежутка времени

в меньшей по объему области пьезоэлемента, ограниченной линиями соприкосновения

п,- 2л/ Т i.

скользящих контактов 3 и 4 с цилиндрическим пьезоэлементом 5. Отношение длины малой дуги / цилиндрического пьезоэлемен- та 5,ограниченной (фиг. 1) точками касания электропроводящих скользяших контактов 3 и 4, к длине окружности цилиндра 2nR необходимо выбирать из условия 0,1 С//2л/ ; 0,25. Если ,25, происходит деполяризация поляризованного состояния обратным полем в большей по объему области

ванности в каждой точке цилиндрического ..-.--по.л.и-.. м..«о .-.и,. .urnu,,u.nu.

пьезоэлемента 5 имеет только тангенциальную составляющую (фиг. 2 и 3). Если же линии соприкосновения скользящих контактов 3 и 4 с цилиндрическим пьезоэлементом 5 располагаются под углом к образующей в пьезоэлементе 5 возникает остаточная поляризация, причем вектор поляризованности имеет в каждой точке как тангенциальную так и аксиальную составляющую. Формула изобретения

п,- 2л/ Т i.

где R - внешний радиус пьезокерамическо- го цилиндра;

/ - длина малой дуги, ограниченной образующими соприкосновения скользящих контактов;

t - время поляризации, указанное в технических условиях на конкретный пьезокерамический материал.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непогруженную в диэлектрическую жидкость

Фиг. 2

Фиг.

часть дают.

пьезоэлемента принудительно охлаж3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения ньезоэлемеита, имеющего аксиальную и круговую составляющие поляризации, электропроводящие скользяпхие контакты соприкасаются с цилиндрическими пьезоэлементами по винтовым линийм, образующим угол с образующей.

Фиг.З

Фиг. 5