Piezo-elementer

[Vidar Øierås]

Har lest at piezo elementer genererer lyd ved at krystaller utvider og trekker seg sammen mellom to metallplater. Som giver, må det tilføres trykk eller undertrykk for at den skal gi et signal.

Sp.målet er om hvor stor deformering det faktisk er, hvis noe, i et slikt element i forhold til det elektriske signalet som kommer ut. Hvis den presses sammen 1um (hvis det er mulig å få til) ved 1N trykk, vil den elektriske energien ut tilsvare arbeidet 1N x 1um, eller er utgangssignalet mer avhengig av selve trykkforskjellen enn selve deformeringen i krystallet?

(Ja, jeg har en sprø idé igjen)

Vidar

 

[SvErD]

Servo? Danske High Fidelity hadde en subwoofer-konstruksjon med piezo servo i '92

 

[Vidar Øierås]

Trodde disse piezoelementene ga lite output ved lave frekvenser, og at de var bedre egnet til høyfrekvente formål. Har hørt om disse til bruk i servoer på basselementer, og er nok ikke så dumt, men det var litt andre greier jeg hadde tenkt å bruke disse piezoene til. Har forstått at de ikke gir ut noenting med mindre det er en stadig trykkforandring, og at statisk trykk ikke vil gi noe signal ut. Tenkte heller på å pulsere trykk mot et slikt element for å la enegien f.eks lade opp en liten kondensatorbank via likerettere f.eks.

Vi vet at energi f.eks er kraft * vei, men hadde håpet på at et piezoelement ga energi hovedsakelig pga. trykkforskjeller og ikke bare ut i fra kraft * vei. F.eks 1N * 1um gir 1uJ, men hvis trykket på 1N i et piezoelement ved deformering på 1um gir mer enn 1uJ energi ut er vel egentlig sp.målet.

Vidar

 

[Barbaresco]

Piezoelementer kan tilpasses på mange måter, og en vanlig måte er å lage de resonante på en nokså høy frekvens, det er korrekt. Men de kan også gå ned til null Hz både for spenningsgenerator og utsvingsgenerator. Men med statisk trykk danner de ladning på motstående endeflater, og du kan ikke tappe energi i særlig lang tid ut av de. Men du kan sette opp en høyohmig ladningsforsterker og måle den statiske spenningen. Motsatt vei kan du sette på spenning og få en statisk utvidelse. NB! de tåler lite strekk, så for sykliske belastninger må de forspennes, trykkes sammen, for ikke å gå i negativt trykk og rives i stykker.

Et godt eksempel er Zerostat pistol for de-ionisering av vinylplater og annet: Du klemmer sammen et piezoelement med et pistolgrep med stor mekanisk utveksling, og ut kommer ladning på en nålespiss i enden av pistolen. Pga at spissen er, ja nettopp, spiss, så kommer ladningene ut i luften i form av en coronautladning, og det lukter ozon. Veldig bra produkt.

Skal du lage spenning eller forflytning?

EDIT: Leser om igjen, og ser at det er spenning eller energi du skal "lage", dvs gjøre om arbeid til elektrisk energi. Det er fullt mulig, men jeg vet ikke hvor stor virkningsgraden er. Den er sannsynligvis størst ved resonans i piesoelementet, ja.

 

[Vidar Øierås]

Er det egenresonans i selve piezoelementet du tenker på? Eller må det eksterne kretser til for å sette den i resonans?

Lurte også på en annen ting: Hvis elementet limes fast i en solid og tykk stålplate, og deretter utøver trykk jevnt fordelt rett på flaten av elementet, vil da piezoelementet klemmes flatere pga. trykket? I såfall hvor mye er det snakk om? Fast stoff, og væsker er vel egentlig ikke mulig å komprimere så mye, mener jeg.

Ønsket er i alle fall å få så mye energi ut som mulig uten å klemme sammen elementet i særlig stor grad.

Vidar

 

[Barbaresco]

Det er resonans i elemente, ja. Kretsene rundt kan godt tunes til å fremdyrke den samme resonansen.

Det er ikke store bevegelsen, det stemmer. For det er et fast stoff, og ganske så hardt. For å få til større bevegelser kan flere elementer stables sammen, med alternerende elektrodeplater i mellom hvert element, med pluss- og minuspoler tatt ut til siden på små tunger og koplet sammen, hvis du skjønner uten bilde av konstruksjonen. Elektrisk parallellkopling, men mekanisk seriekopling.

 

[Asbjørn]

Vi snakker om materialer i retning av kvarts eller lignende. Litt grovt kan vi tippe en elastisitetsmodul på 70 GPa, sånn at sammenpressingen av en "sukkerbit" på 1 cm3 med 1 Newton kraft blir noe sånt som 1,4 nanometer.

Du finner ellers en del interessant her: http://www.americanpiezo.com/knowledge-center.html

We at APC are very excited by the possibility of energy harvesting using piezoelectric ceramics. On the other hand, we do remain somewhat skeptical of the use of piezoelectric ceramics in large scale energy harvesting applications given the limited energy output of piezoelectric ceramics, the potentially cost prohibitive nature of using piezoelectric ceramics in any large scale energy harvesting application, and the fact that piezoelectric ceramics contain large quantities of reacted lead. When looking at piezoelectric ceramics for the purpose of energy harvesting, we remind our customers that while piezoelectric ceramics do provide high voltages they provide a very limited amount of power. The power produced by piezoelectric ceramics must be accumulated before it can be used to power any electronic device.

 

[Vidar Øierås]

Bestilte liksågodt 50stk piezoelementer på ebay. Så er det rom for prøving og feiling. Skal stacke alle sammen for å se sammenpressingspotensialet. 220 kroner inkl frakt... + toll BARE pga de hærsens 20 kronene for mye ;D

Takk for linken. Skal sjekke denne nærmere

 

[Delle]

Nå har du sikret deg råstoff for å dekke fremtidig produksjon av pickup, mikrofon, høyttaler og bade- og kjøkkenvekt.. ;D

Mvh

 

[Vidar Øierås]

Hehe, skal ikke se bort ifra at det blir litt eksperimentering av ymse sorter. Leste forresten at det å lodde disse piezoelementene kunne medføre en viss karamell når elementene blir varmet opp... Kan bli spennende å finne ut rekkevidden av en slik overraskelse

 

[Delle]

Piezo-elementer finnes også i enkelte engangslightere, BTW.

Mvh