一种自带传感功能的压电陶瓷风扇制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自带传感功能的压电陶瓷风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层、金属片和安装座；所述的压电陶瓷片有2片，按照极化方向“+、－、+、－”排列粘连在复合材料层的对应两面上；所述压电陶瓷片的一端与金属片相连，另一端安装在安装座内，设在压电陶瓷片以及复合材料层上的引出线从安装座内引出；在压电陶瓷正极的电极表面上分割出独立的两个压电陶瓷区域，其中一个为传感器功能区，另一个为驱动使用区。该自带传感功能的压电陶瓷风扇，通过检测、控制压电风扇组件中的压电传感部分，使得压电风扇组件的谐振频率与电源输出频率相一致，以使得风扇叶片达到最大摆幅，达到最佳散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压电陶瓷
，具体涉及一种自带传感功能的压电陶瓷风Ho
技术介绍
目前，压电陶瓷风扇散热系统主要是由压电风扇叶片和压电风扇驱动电源两大部分组成，其工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应，压电陶瓷在电场的作用下，压电陶瓷会产生变形(产生位移)，施加一定频率的交变电压，并通过机械放大，最终达到风向稳定、高速、能够长期工作的风扇效果。通过调整驱动电源的变换频率，与压电风扇组件自身的谐振频率一致，使得风扇叶片达到最大的摆幅。随着压电风扇的长期工作，由于存在压电材料自身老化、工作环境温度变化、灰尘等污物附着等多种因素，会使得压电风扇组件的谐振频率发生变化，驱动电源的输出频率已与压电风扇组件的谐振频率不匹配，风扇叶片的摆幅会大幅度降低，达不到预期的散热效果。
技术实现思路
专利技术目的:针对现有技术中存在的不足，本技术的目的是提供一种自带传感功能的压电陶瓷风扇，通过检测传感部分的输出信号，自动调整驱动电源的输出频率，以时刻保持最佳的风扇效果。技术方案:为实现上述专利技术目的，本技术采用的技术方案如下:一种自带传感功能的压电陶瓷风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层、金属片和安装座；所述的压电陶瓷片有2片，按照极化方向“ +、一、+、一”排列粘连在复合材料层的对应两面上；所述压电陶瓷片的一端与金属片相连，另一端安装在安装座内，设在压电陶瓷片以及复合材料层上的引出线从安装座内引出；在压电陶瓷片正极的电极表面上分割出独立的两个压电陶瓷区域(也可以横向分隔设置传感器区域)，其中一个为传感器功能区，另一个为驱动使用区；所述的压电陶瓷片的正极、负极、及中间导电复合层分别连接风扇驱动电源的“+、_、+/_，，端口。所述的传感器功能区的信号经调理电路转变为电压信号，接入驱动电源，驱动电源通过检测传感部分的电压信号，自动调整驱动电路的变换频率，与压电风扇的自身谐振频率保持一致。所述压电陶瓷片为压电常数d33大于750的压电陶瓷。所述的中间电极是能切换正极或负极的控制极。所述金属片粘接在压电陶瓷片的自由端。所述2片压电陶瓷片中的一片与负极相连，另一片与正极相连；所述的导电复合材料层与中间电极相连。有益效果:与现有技术相比，本技术的自带传感功能的压电陶瓷风扇，具有如下优点:(I)采用自带传感功能的压电陶瓷风扇，通过检测、控制压电风扇组件中的压电传感部分，使得压电风扇组件的谐振频率与电源输出频率相一致，以使得风扇叶片达到最大摆幅，达到最佳散热效果；(2)将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇风达到最佳摆幅，保证风扇的最佳效果；(3)使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。(4)具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。【附图说明】图1是自带传感功能的压电陶瓷风扇的结构示意图；图2是自带传感功能的压电陶瓷风扇的局部图。【具体实施方式】下面结合具体附图进一步阐明本技术，本【具体实施方式】在以本技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。如图1和图2所示，自带传感功能的压电陶瓷风扇，包括2片压电陶瓷片1、复合材料层2、金属片3和安装座4 ;2片压电陶瓷片I按照极化方向“+、_、+、排列粘连在复合材料层2的上下对应两面上；其中I片压电陶瓷片I的自由端与金属片3相连，另一端连同另一片压电陶瓷片I和复合材料层2 —起安装在安装座4内，设在压电陶瓷片以及复合材料层上的引出线7从安装座4内引出。压电陶瓷片I中的一片与连接风扇驱动电源的负极相连，另一片与连接风扇驱动电源的正极相连，复合材料层2与连接风扇驱动电源的中间电极相连，该中间电极是可切换正极或负极的控制极，组成一个完整压电陶瓷风扇叶片。在压电陶瓷正极的电极表面上分割出独立的两个压电陶瓷区域，其中一个为传感器功能区5，另一个为驱动使用区6 ;传感器功能区5的信号通过线路连接到调理电路，经调理电路转变为电压信号，接入驱动电源，驱动电源通过检测传感部分的电压信号，自动调整驱动电路的变换频率，与压电风扇的自身谐振频率保持一致，始终保持压电风扇偏转幅度保持最大值，保证风扇的最佳效果；使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。该自带传感功能的压电陶瓷风扇，风扇叶片是由两片双体压电陶瓷片I构成，复合材料层2 (该复合材料可以为碳纤维)的一侧粘接极化方向为正的高压电常数(d33大于750)压电陶瓷，另一侧粘接极化方向为负的高压电常数(d33大于750)压电陶瓷，双体交替压电电扇形成三层结构。风扇叶片上方的电极电压是O伏，中间的电极是0/V变换的控制极，下方的电极电压是V伏。工作时是利用压电陶瓷的逆压电效应，当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压V伏时，上方的压电陶瓷产生O伏和V伏的电压差，在电场作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，上方的压电陶瓷会延伸形变，由于压电陶瓷两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向上偏转。另一侧下方的压电陶瓷两端电极的电压分别是V伏和V伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷和上方的压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也会随通电的压电陶瓷向相同的一个方向向上偏转。当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压O伏时，风扇叶片偏转方向刚好相反，向下偏转。此时下方的压电陶瓷电极两端电压分别是O伏和V伏电压差，同样在电场的作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，下方的压电陶瓷产生延伸变形，压电陶瓷的两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向下偏转。而此时上方的压电陶瓷电极两端的电压分别为O伏和O伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也随通电的压电陶瓷向同一个方向向下偏转。所以调整压电电扇的控制极O和V的变换速度，可以控制压电陶瓷叶片偏转速度；控制供电电压，可以控制叶片偏转的幅度。要达到最佳的风扇效果，选择压电陶瓷尺寸大小和金属放大器尺寸相结合，在压电陶瓷最佳共振频率点，风扇的效果也为最佳。本技术的自带传感功能的压电陶瓷风扇，采用在压电陶瓷自身分割出一块独立的区域作为传感部分(也可以横向分隔设置传感器区域)，通过检测传感部分采集的信号，风扇电源自动调整驱动电源的输出频率，保持与风扇组件的谐振频率相一致，使得压电风扇叶片达到最大摆幅，保证风扇的最佳散热效果。【主权项】1.一种自带传感功能的压电陶瓷风扇，其特征在于:包括压电陶瓷片(1)、复合材料层(2)、金属片(3)和安装座⑷；所述的压电陶瓷片(I)有2片，按照极化方向“+、一、+、一”排列粘连在复合材料层(2)的对应两面上；所述压电陶瓷片(I)的一端与金属片(3)相连，另一端安装在安装座(4)内，设在压电陶瓷片(I)以及复合材料层(2)上的引出线从安装座(4)内引出；在压电陶瓷片(I)正极的电极表面上分割出独立的两个压电陶瓷区域，其中一个为传感器功能区(5)，另一个为驱动使用区(6);所述的压电陶瓷片(I)的正极、负极、及中间导电复合层分别连接风扇驱动电源的“ +、-、+/-”端口。2.根据权利要求1所述的自带传感功能的压电陶瓷风扇，其特征在于:所述的传感器功能区(5)的信号经调理电路转变为电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自带传感功能的压电陶瓷风扇，其特征在于：包括压电陶瓷片(1)、复合材料层(2)、金属片(3)和安装座(4)；所述的压电陶瓷片(1)有2片，按照极化方向“+、－、+、－”排列粘连在复合材料层(2)的对应两面上；所述压电陶瓷片(1)的一端与金属片(3)相连，另一端安装在安装座(4)内，设在压电陶瓷片(1)以及复合材料层(2)上的引出线从安装座(4)内引出；在压电陶瓷片(1)正极的电极表面上分割出独立的两个压电陶瓷区域，其中一个为传感器功能区(5)，另一个为驱动使用区(6)；所述的压电陶瓷片(1)的正极、负极、及中间导电复合层分别连接风扇驱动电源的“+、‑、+/‑”端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，张伟东，黄玉喜，
申请(专利权)人：江苏联能电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32