ЗАСТОСУВАННЯ П’ЄЗОРЕЗОНАНСНИХ СЕНСОРІВ В АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМАХ КОНТРОЛЮ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

  • В. Р. БІЛОБРОВ
Ключові слова: сенсори, вимірювальні пристрої, лазерне випромінювання, п’єзорезонанс, електропривід, автоматизовані системи, п'єзорезонансна лазерна калориметрія

Анотація

Сучасне суспільство перебуває у постійному пошуку точних та надійних методів вимірювання різних параметрів, таких як температура, тиск та вологість. Це обумовлено необхідністю точних даних для наукових та інженерних досліджень, а також для забезпечення якісного контролю процесів у промисловості. Одним з ключових елементів в області вимірювань є сенсори та вимірювальні пристрої. Сенсори та вимірювальні пристрої відіграють важливу роль у сучасному світі, забезпечуючи збір та аналіз даних про різні параметри навколишнього середовища. Розробка нових типів сенсорів та удосконалення методів їх калібрування має вирішальне значення для точності та надійності вимірювань. У цій науковій роботі будуть розглянуті основні аспекти застосування п’єзорезонансних сенсорів. П'єзоелектричні перетворювачі та сенсори широко застосовуються в гідроакустиці, електроакустиці, в ультразвуковій, медичній, вимірювальній техніці, в зондувальних наномікроскопах, що сканують, п'єзодвигунах та в інших галузях науки і техніки. Актуальною є напрямок розвитку керованого по частоті п’єзорезонансного сенсора та пристроїв (генераторів, фільтрів і датчиків) є відмова від варикапу у ланцюгу керування і управління частотою безпосереднім впливом на елементи резонатора. Що робить використання п’єзорезонансних сенсорів для моніторингу та діагностики стану електроприводів важливим. Проведено огляд технології п’єзорезонансних сенсорів, їх переваги, а також практичні приклади автоматизованих систем контролю, що використовують ці сенсори для підвищення надійності та ефективності роботи електроприводів. Динамічне керування такого п’єзорезонансного сенсора можливо забезпечити мікропереміщенням рухомого електроду резонатора за допомогою лінійного електродинамічного приводу (ЛЕДП).

Посилання

1. Taranchuk A., Pidchenko S., Skovryha О. Pressure transducer based on the dual-mode piezoresonant sensors with modulated interelectrode gap. Proceedings of IEEE 36th International Conference on Electronics and Nanotechnology, Kiev, Ukraine, 2016, p. 261–263.
2. Sharapov V., Vladisauskas, Bazilo K., Kunitskaya L., Sotula Zh. Methods of synthesis of piezoceramic transducers: spatial energy force structure of piezoelemеnt. ISSN 1392-2114, Ultrasound. 2009. № 4(64). P. 44–50.
3. Z. Hu, J. Hedley, N. Keegan, J. Spoors, B. Gallacher, and C. Mcneil, “One-port electronic detection strategies for improving sensitivity in piezoelectric resonant sensor measurements.” Sensors, 16, 1781 (2016).
4. Pidchenko S., Taranchuk A., Spivak A., Akulynichev A. The technical invariance of piezoresonance devices of the info communication systems. Proceedings of IEEE 3rd International Scientific-Practical Conference Problems of Info Communications Science and Technology, Kharkiv, Ukraine, 2016, p. 71–72.
5. Molanes R. F., Farina J., and Rodriguez-Andina J. J. “Field-Programmable System-on-Chip for high-accuracy frequency measurements in QCM sensors.” Proc. IECON 2013 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, p. 2267 (2013).
6. Sharapov V., Kazys R., Vladisauskas A., Kunitskaya L., Sotula Zh., Тuz V., Bazilo K. Transducers with piezoelements in schemes of electric filters. ISSN 1392-2114, Ultrasound. 2010. № 1(65).
7. Iglesias E., de Frutos J., de Espinosa F.M. Modelado de transductores ultrasónicos piezoeléctricos para fisioterapia. BoletÍN Soc. Espa NOla CerÁMica Vidr. 2015, 54, 231–235.
8. Qiu Y., Gigliotti J., Wallace M., Griggio F., Demore C., Cochran S. Trolier-McKinstry, S. Piezoelectric micromachined ultrasound transducer (PMUT) arrays for integrated sensing, actuation and imaging. Sensors 2015, 15, 8020–8041.
9. Khazaee M., Rosendahl L.A., Rezania A. Online Condition Monitoring of Rotating Machines by Self-Powered Piezoelectric Transducer from Real-Time Experimental Investigations. Sensors 2022, 22, 3395.
10. Zhang Y., Wang L., Qin L., Zhong C. Wideband and wide beam piezoelectric composite spherical cap transducer for underwater acoustics. Ferroelectrics 2021, 583, 295–305.
11. Martins M., Correia V., Cabral J., Lanceros-Mendez S., Rocha J.G. Optimization of piezoelectric ultrasound emitter transducers for underwater communications. Sens. Actuators Phys. 2012, 184, 141–148.
12. Pershevska L., Drozdenko O., Drozdenko K., Leiko O. Study of the influence of the housing on the cooling efficiency of the piezoceramic electroacoustic Langevin-type transducer. Technol. Audit. Prod. Reserv. 2021, 3, 50–55.
13. Sun D., Wang S., Hata S., Shimokohbe, A. Axial vibration characteristics of a cylindrical, radially polarized piezoelectric transducer with different electrode patterns. Ultrasonics 2010, 50, 403–410.
14. Sharapov V., Vladisauskas, Filimonov S. Piezoceramic scanners on the basis of planar bimorph piezoelements for scanning probe nanomicrockopes. ISSN 1392-2114, Ultrasound. 2010. № 1(65).
15. Suhir E., Birman V. Effect of temperature on vibrations of physically nonlinear piezoelectric rods. In Proceedings of the 11th International Workshop on Thermal Investigation of ICs and Systems, THERMINIC 2005, Belgirate Italy, 27–30 September 2005.
16. Piao C., Kim J.O. Vibration characteristics of an ultrasonic transducer of two piezoelectric discs. Ultrasonics 2017, 74, 72–80.
17. Li X., Lyu D., Song Y., Zhang S., Hu P., Jeong H. Simultaneously determining sensitivity and effective geometrical parameters of ultrasonic piezoelectric transducers using a self-reciprocity method. IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 2019, 66, 1649–1657.
Переглядів статті: 40
Завантажень PDF: 11
Опубліковано
2024-07-15
Як цитувати
БІЛОБРОВ, В. Р. (2024). ЗАСТОСУВАННЯ П’ЄЗОРЕЗОНАНСНИХ СЕНСОРІВ В АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМАХ КОНТРОЛЮ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ. Науковий вісник Полтавського університету економіки і торгівлі. Серія «Технічні науки», (1), 5-10. https://doi.org/10.37734/2518-7171-2024-1-1