hrvatski

Piezoelektrični senzori udara

U posljednje vrijeme sve više znanstvenih publikacija i stručnih časopisa posebnu pozornost obraća razvoju novih tipova senzora kao i na usavršavanje već postojećih tehničkih rješenja. Napori koji teže usavršavanju jednog tipa senzora na više fizikalnih veličina zasigurno će osigurati daljnji prosperitet svih područja ljudskog djelovanja. Za pretvorbu detekcijske veličine u senzoru, bez obzira na postojanje čitavog niza vrsta pretvarača, najširu primjenu zauzimaju piezoelektrični pretvarači. Piezoelektrični pretvarači, koji pripadaju podgrupi elektromehaničkih pretvarača koriste se u svim područjima znanosti i tehnike. Najčešće se upotrebljavaju za prijem i predaju zvuka u uzduhu i vodi, za otkrivanje i lociranje podvodnih ciljeva, za mjerenje statičkih i dinamičkih tlakova, za mjerenje vibracija i udara, u različitim oblicima ultrazvučnih uređaja snage itd. Općenito se može reći da ne postoji područje tehnike gdje se ne mogu upotrijebiti piezoelektrični pretvarači. Ovako široko područje korištenja piezoelektričnih pretvarača dovodi do poteškoća u projektiranju i proračunu pretvarača. Proučavanjem objavljene literature vidi se da postoji čitav niz različitih koncepcija i prilaza raznih autora razmatranju problema piezoelektričnih pretvarača. Zbog toga se pojavila želja, da se kroz ovaj rad istraži i sistematizirano izloži jedan specifičan pristup analizi i sintezi piezoelektričnog senzora udara. Kao posebnost pristupa predloženog u ovom radu, može se istaknuti povezanost teorijskih modela sudara i prijelaznih pojava u piezoelektričnom senzoru udara (piezoelektričnom pretvaraču), uz detaljnu analizu piezoelektričnog efekta. Ovako razrađen model piezoelektričnog pretvarača omogućuje matematički opis mehano-električnih karakteristika piezoelektričnih senzora udara. Provedenim mjerenjima na tehničkom rješenju piezoelektričnog senzora udara PG M93, uglavnom su potvrđeni teoretski rezultati vezani uz konstrukciju pretvarača. Magistarski rad se sastoji iz šest dijelova. U prvom dijelu rada, uz općeniti uvod i kratak povijesni uvod o piezoelektričnom efektu, postavljen je cilj i objašnjen je uzrok nastajanja ovog rada. Na temelju zahtjeva koji se javljaju u praksi, autor je došao do zaključka da je teoriju piezoelektričnih senzora udara najpovoljnije zasnovati na rješavanju valne jednadžbe složenog piezoelektričnog pretvarača. U drugom dijelu rada, predstavljen je model složenog piezoelektričnog pretvarača, te su izvedene općenite jednadžbe koje daju vezu između električnih i mehaničkih stezaljki pretvarača. Predstavljene su vrste različitih piezoelektričnih materijala, uz težište na dva najznačajnija materijala, barijev titanat BaTiO3 i olovni cirkonat titanat Pb(Ti,Zr)O3. U trećem dijelu, nakon teorijske analize prijelazne pojave u piezoelektričnom elementu i različitih vrsta sudara, primijenjena je predložena metoda na određivanje odziva piezoelektričnog senzora udara na različite teoretske modele udarnih sila. Analiza je provedena uz pomoć nadomjesnih elektro-mehaničkih shema pretvarača. Ovaj dio rada pokazuje pravu vrijednost odabrane metode analize piezoelektričnog senzora udara. Četvrti dio rada obuhvaća primjenjivost statičke analize u karakterizaciji rada piezoelektričnih senzora udara. Nakon osvrta o uvjetima za primjenjivost statičke analize, slijedi analiza spoja piezoelektričnog senzora udara s nabojskim ili naponskim pretpojačalom i energetska bilanca rada piezoelektričnog senzora udara. U petom dijelu magistarskog rada, preko detaljne analize tehničkog rješenja piezoelektričnog senzora udara PG M93 ukazano je na jedan način razmatranja problema piezoelektričnog senzora udara. U završnom šestom poglavlju, diskusijom i zaključcima, autor se prvenstveno osvrće na vrednovanje analizom dobivenih rezultata. Rad je predložio više praktičnih metoda ispitivanja i verifikacija tehničkih rješenja piezoelektričnih senzora udara, i inicirao neke praktične i teoretske probleme koji do danas u literaturi nisu potpuno rasvijetljeni. Na kraju rada je navedena 91 referencija literature.

piezoelektrični efekt; senzor; model sudara; prijelazna pojava; pretpojačalo; složeni piezoelektrični pretvarač; ispitivanje; verifikacija

nije evidentirano