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PVDF壓電膜的應用
運動傳感器，振動傳感器，超聲換能器有效面積
PVDF壓電膜的應用相當廣泛。目前，從醫(yī)學上使用的精密微細敏感元件到工業(yè)上用的各種傳感器。從軍事上應用的聲納到民用的空調器、防盜報警系統(tǒng)等領域，PVDF壓 電膜都顯示出了其優(yōu)異的性能。它可以用于制作超聲波探頭式診斷儀、血壓計、指脈膊傳感器及心率計；超聲波傳感器、壓力傳感器、機器人的觸覺傳感器、加速度 傳感器、稱重傳感器；水聲探測器、聲納器件；揚聲器、抗噪聲送話器，高保真立體聲耳機、空調器；應力、應變計、流量計、用于特殊場合下的觸摸開關等。此外PVDF壓 電膜除了具有較高的壓電性外，還顯示出熱釋電性，是一種很好的熱電材料，它可以把熱能轉變?yōu)殡娔堋？捎糜诜辣I、保安報警器、熱釋電紅外傳感器、火災探知 器、光反向傳感器、紅外線掃描器。輻射儀、接近傳感器等各種測控儀器中，至今為止，上述所敘的許多元器件已經在眾多領域開始研制，有些已經進入實際應用階 段，現(xiàn)將有關情況簡要說明一下：
(1) 電聲換能器類
由于PVDF壓 電膜具有相當寬的頻率領域，從甚低頻到千兆赫的工作頻率。利用這一性能，可制成寬頻帶揚聲器，這種揚聲器可在甚低音、甚高音范圍內不失真，而且可以消除機 械噪聲。良好的聲音效果，其應用必將給我國的電聲產業(yè)帶來一場大的變革，電聲產品跨上一個新的臺階。還可制成微聲器、傳聲器、高保真立體聲耳機。特別是抗 噪聲送話器，樣品經過幾次改進，已經進入開發(fā)生產階段。這種送話器用在電話中，除了通話能被清晰地送出外，其它噪聲均被濾掉；用在電視臺、電臺及記者現(xiàn)場 采訪、現(xiàn)場錄音場合，能排除噪聲干擾，聲音清晰，達到較理想的錄音采訪效果。
(2) 水聲換能器類
PVDF壓電膜具有較高的壓電系數(shù)，優(yōu)良的阻抗匹配。低的聲阻抗可保證超聲波無損傳播，又易于加工成大面積，這些特點用于制造各種類型的水聽器。將這種水聽器用于魚輪對魚群的監(jiān)測，正在待開發(fā)之中，此項研究成果也有很大的市場潛力。
(3) 超聲換能器類
用PVDF壓電膜制成超聲傳感器，應用在5、7.5、10MHz B超診斷儀的環(huán)狀及線陣式探頭和20～80MHz工業(yè)超聲檢測儀探頭上，與通常使用的PZT(壓電陶瓷)探頭相比在靈敏度和精度上都有較大幅度的提高。用該膜制成的醫(yī)用超聲波傳感器結構簡單，靈敏度高，與人體表面機械阻抗匹配很好，如指脈膊計、血壓計、起膊計、心律計、胎兒心音探測器等。上述產品在歐美、日本少數(shù)發(fā)達地區(qū)及國家已經大量使用，目前國內正處于研發(fā)階段。
(4) 機電換能器類
在實驗中人們發(fā)現(xiàn)PVDF壓電膜作換能器時，每單位體積的輸出功率要比PZT高10倍左右。在電場作用下它所產生的應變比PZT高10倍，這使得它在做機電換能器時也非常有利。國內許多院校科研所利用這一特性，研制開發(fā)應用產品，如：方位探測器、電探百葉窗應力計、應彎計、壓電傳感器、加速度計、沖擊探測器、地下爆破監(jiān)測儀、機械振動探測器、地震研究用應力波監(jiān)視儀、手提式檢驗器等。
特別值得一提的是：由于PVDF壓 電膜具有機械強度高、柔軟不脆、耐沖擊，不易受水和化學藥品污染，易加工等特點，使傳感器在家電方面應用更為廣泛。應用在電冰箱、室內空調機上的傳感器就 有十幾種，如冰箱用顯示冰箱狀態(tài)的傳感器，除霜、結霜傳感器；保持蔬菜新鮮度的濕度傳感器。用在空調機上的穩(wěn)定性好的長壽命濕度傳感器；結霜傳感器、煤氣 壓力傳感器和空氣流量傳感器等。另外利用其熱(壓)電 效應使得家用傳感器由過去的展望成為今日的現(xiàn)實。如家庭用防災用傳感器和智能傳感器。前者分兩類，一類是檢測煤氣泄露和火災前征兆的煤氣、溫度、煙霧等。 二是用于防止強盜入侵的傳感器。用智能傳感器實現(xiàn)家務勞動自動化和省力化。從社會發(fā)展趨勢看，上述產品的應用將具有相當廣泛的前景。 |
