Bộ rung áp điện tạo ra âm thanh bằng cách đặt một điện áp xoay chiều lên một đĩa gốm mỏng liên kết với đế kim loại. Hiệu ứng áp điện ngược làm cho lớp gốm giãn nở và co lại, uốn cong toàn bộ tổ hợp và phát ra sóng âm từ bề mặt của nó. Cơ chế này đòi hỏi rất ít dòng điện so với các loại điện từ và tần số cộng hưởng thường nằm trong phạm vi 2kHz đến 6kHz, mang lại cho âm thanh sắc nét, rõ ràng, phù hợp trong không gian mở. Các phần tử áp điện vốn là thụ động nhưng khi kết hợp với mạch truyền động bên trong, chúng tạo thành một bộ phận khép kín chỉ cần nguồn điện một chiều.
MỘTBộ rung áp điện hoạt độngtích hợp một chip dao động nhỏ trên cùng chất nền với phần tử gốm. Việc sử dụng điện áp DC trong phạm vi định mức sẽ khiến mạch tạo ra truyền động sóng vuông ở mức cộng hưởng cơ học, tạo ra âm thanh ổn định mà không cần bất kỳ tín hiệu bên ngoài nào. Điều này giúp đơn giản hóa thiết kế hệ thống và thường được sử dụng trong bảng an ninh, thiết bị báo động y tế và thiết bị tiêu dùng khi cảnh báo tần số cố định là đủ.
A Bộ rung áp điện thụ độngbỏ qua bộ dao động. Người thiết kế phải cung cấp tín hiệu AC bên ngoài, thường là sóng vuông hoặc xung điều khiển từ bộ vi điều khiển, ở tần số cộng hưởng để đạt được âm lượng tối đa. Cách tiếp cận này cung cấp toàn quyền kiểm soát âm thanh, chu kỳ hoạt động và âm lượng, giúp phương pháp này hữu ích cho các hệ thống cảnh báo nhiều âm sắc và ứng dụng đã có sẵn mạch tạo âm báo. Các phiên bản gắn trên bề mặt, chẳng hạn nhưBộ rung thụ động áp điện SMD cung cấp hoạt động âm thanh tương tự trong gói tương thích với phản xạ dòng để lắp ráp PCB tự động.
Vật liệu gốm là hợp chất chì zirconat titanate có công thức đặc biệt, được phân cực trong quá trình sản xuất để duy trì các đặc tính áp điện của nó. Chất nền kim loại, thường là hợp kim đồng thau hoặc niken, xác định độ cứng cơ học và ảnh hưởng đến tần số cộng hưởng. Gốm sứ mỏng hơn tạo ra tần số cộng hưởng cao hơn, trong khi đường kính lớn hơn có xu hướng tạo ra mức áp suất âm thanh cao hơn. Các phần tử tiêu chuẩn có đường kính từ 12mm đến 50mm, với tần số dao động từ khoảng 2,0kHz đến 6,5kHz và đầu ra âm thanh từ 75dB đến 95dB ở 10cm. Những trần nàyCác yếu tố Buzzer gốm Piezocó thể được tích hợp vào mạch truyền động và vỏ của chính khách hàng hoặc được mua dưới dạng bộ rung chủ động hoặc thụ động được lắp ráp hoàn chỉnh.
Bộ rung áp điện được sử dụng ở những nơi có cảnh báo tần số cao, công suất thấp. Trong thiết bị điện tử ô tô, chúng cung cấp cảnh báo lùi và nhắc nhở thắt dây an toàn. Các thiết bị y tế như máy bơm truyền dịch và máy theo dõi bệnh nhân dựa vào cường độ đặc biệt của chúng để phân biệt cảnh báo với tiếng ồn xung quanh. Bảng điều khiển công nghiệp và bộ cấp nguồn sử dụng chúng để chỉ ra tình trạng lỗi mà không tiêu tốn dòng điện đáng kể từ bus hệ thống. Cảm biến nhà thông minh và thiết bị IoT thường chọn bộ rung áp điện vì kích thước nhỏ gọn và mức tiêu thụ điện năng thấp, đặc biệt là trong các thiết kế chạy bằng pin.
MEIDIđã xây dựng kiến thức chuyên môn nội bộ về xử lý gốm áp điện, bắt đầu từ việc trộn bột thô và đúc băng cho đến lắng đọng điện cực, phân cực và liên kết với nền kim loại. Trạm kiểm tra quang học và kiểm tra âm thanh tự động kiểm tra mọi phần tử về tần số cộng hưởng, điện dung và mức áp suất âm thanh trước khi phát hành. Sự tích hợp theo chiều dọc này, kết hợp với các biện pháp kiểm soát quy trình ISO9001, giúp duy trì hiệu suất âm thanh nhất quán trên khối lượng sản xuất lớn. Nhóm kỹ thuật cũng có thể điều chỉnh độ dày gốm, kiểu điện cực và vật liệu nền để đáp ứng các mục tiêu về tần số hoặc điện dung tùy chỉnh cho các dự án cụ thể.
Điều gì làm cho còi áp điện khác với còi điện từ?
Bộ rung áp điện tạo ra âm thanh thông qua biến dạng gốm, vốn tự nhiên thiên về tần số cao hơn và tiêu thụ rất ít dòng điện. Bộ rung điện từ sử dụng cuộn dây từ tính và màng ngăn, tạo ra âm thanh có âm vực thấp hơn, ấm hơn nhưng lại phải tiêu thụ dòng điện cao hơn. Sự lựa chọn phụ thuộc vào cao độ yêu cầu, mức tiêu thụ điện năng và độ âm thanh của thùng loa.
Tần số cộng hưởng có thể được tùy chỉnh?
Đúng. Tần số cộng hưởng được xác định bởi độ dày, đường kính và độ cứng của đĩa gốm. Đối với các đơn đặt hàng âm lượng, MEIDI có thể điều chỉnh các thông số này để dịch chuyển điểm cộng hưởng trong phạm vi thực tế. Các mẫu kỹ thuật được cung cấp để xác minh đầu ra âm thanh trước khi sản xuất hàng loạt.
Máy rung áp điện có phù hợp để sử dụng ngoài trời không?
Hầu hết các bộ rung áp điện hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi nhiệt độ rộng, nhưng theo mặc định, vỏ máy không được bịt kín. Để lắp đặt ngoài trời hoặc môi trường có độ ẩm cao, bộ rung phải được lắp bên trong vỏ bọc thông gió, chịu nước. Đối với các ứng dụng yêu cầu thiết bị kín, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật để thảo luận về các lựa chọn có sẵn.
