氣動閥中的壓電技術

多重優勢的未來技術，可用于多種行業

壓電技術在氣體輸配中的效率和精度十分亮眼，同時還具有超高的節能、無噪音工作和工作時不產生熱量的優點。在半導體行業、自動化實驗室或醫療技術中，可被用于高速拾放應用、高精度點膠或在便攜式設備中用于給病人可靠地提供氧氣供應。壓電閥的原理*不同于傳統的電磁閥。取決于結構特點，壓電閥可執行多種閥功能，從而滿足不同的要求。Festo 提供豐富的解決方案產品組合，有兩位兩通比例閥，也有比例節流閥和壓力調節閥，以及用作用于工業 4.0 的數字控制終端中的先導閥。

壓電技術歷史和原理

簡史

壓電效應 (源于希臘語 "Πιεζ?“ (Piezo) = 壓電)，由居里兄弟（雅克·居里和皮埃爾·居里，后者是居里夫人的丈夫）于 1880 年發現。他們發現在機械負載下，特定的不導電材料會在表面產生電荷，變得導電。

什么是壓電元件？

壓電元件是機電換能器。通過所謂的正壓電效應，壓電元件將機械力（壓力、張力或加速度）轉換成一個可測量的電壓。逆壓電效應的作用正好相反：當接通電壓時壓電元件會發生形變，從而產生機械運動或振幅。

原理

壓電材料通常為特殊的陶瓷材料，表面結構導電，將電能轉換成機械能，反之亦然。壓電陶瓷中的分子晶格結構在居里溫度 (TC) 以下時為非對稱，所以是個偶極。用強電場，就可讓壓電陶瓷極化，或換言之，讓晶格結構按優先方向排列。這時陶瓷材料具有了壓電屬性，接通電壓后會產生形變。沿著電場線發生物理形變。因為陶瓷的體積恒定，所以收縮時與電場線呈直角。基于壓電的驅動器具有幾乎不需要任何能源的特點。用電氣術語來說，壓電元件是一個由兩個導電板和作為介電體的壓電陶瓷材料組成的電容器。只有電容器充電時才會有電流。充電完成后，電流變為零。因為功率的計算等式為電壓 x 電流，所以如果沒有更多的電流流通，那么功率就是零。在需要能效的場合，在壓電驅動器復位后甚至可實現恢復充電。隨后，可再次用于新一次的充電工作循環。