[发明专利]一种压电材料的极化系统及其极化方法

说明书

本发明公布了一种压电材料的极化系统及其极化方法，包括机架、极化环境调节模块、压电材料传送模块、数字化综合控制系统；极化环境调节模块设置极化室，极化室内设置有放置压电材料样品的极化载具、极化环境的温度检测与调节系统、绝缘媒质预热与定量供给系统以及多组电极板；压电材料传送模块包括输送极化载具的带传送装置；数字化综合控制系统包括极化电场数字化控制模块、温度数字化控制模块以及与压电材料传送模块上伺服电机电连的传送速度数字化控制模块。极化系统的极化方法使得压电材料进行批量分步极化处理，并实时储存和反馈极化过程参数，实现自动化生产，改善材料极化性能，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及压电材料极化技术领域，特别涉及一种压电材料的极化系统及其极化方法。

背景技术

压电材料能够通过机械变形产生电场，也可以通过电场作用产生机械变形，这种固有的机电耦合效应和其特有的传感特性成为了近年来在工程界研究和应用的智能材料之一。压电材料具有响应快，频响范围宽，易裁剪，价格低廉等特点，广泛应用于通讯、电子、土木、机械和航天航空等各个领域。随着科学技术的不断发展，压电材料的应用越来越多样。而面对不同工作环境和工作要求，所需的压电材料结构形状也有所差异。目前，人们应用较多的结构形状为块状、薄膜状和纤维棒状，由于含金属芯压电纤维MPF具有特殊结构，不同于一般压电纤维，制备昂贵，不具有普遍性，因此本发明不考虑MPF的极化。

压电常数是衡量压电材料压电效应强弱的一项重要参数，直接关系到压电传感器输出的灵敏度。为了保证优良的压电性能，压电材料的极化是不可或缺的一道工序。极化工艺影响因素众多，而外部影响因素主要是极化电场，极化温度和极化时间。自发现压电材料以来，需求不断提高，对其压电性能也提出了越来越多的要求。如何更好的控制外部影响因素进行批量化，高效化，均匀化，自动化的极化也成为了一项值得研究的必须技术。

公开号为CN102610741A的发明专利公布了一种压电极化系统及极化方法，包括极化主机，极化油槽，极化夹具等，该系统及方法并不适用市场上应用越来越广的纤维棒状的压电材料极化，其极化夹具也未说明。公开号CN109037432A的发明专利公布了一种压电元件变温极化系统及方法，包括控制组件、极化组件和移动组件，该系统及方法效率过低，自动化程度较低，并不能实现批量生产。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种压电材料的极化系统及其极化方法，本压电材料极化系统结构紧凑、简单，维修维护方便，且极化过程完全可控，旨在实现不同结构形状(块状、薄膜状和纤维棒状等)的压电材料进行批量分步极化，采用程序数字化控制极化温度、极化电场和极化时间，并实时储存和反馈极化过程参数，实现自动化生产，改善材料极化性能，提高工作效率，同时为压电材料极化过程的研究提供实验方法与设备支撑。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种压电材料的极化系统，包括机架、极化环境调节模块、压电材料传送模块和数字化综合控制系统：所述机架包括支撑架、机脚固定或移动装置及导线安装槽；所述极化环境调节模块包括设置有进料口和出料口的极化室，所述极化室内设置有放置压电材料样品的极化载具、调节极化室内极化温度的温度检测与调节系统、向极化载具内流入绝缘媒质的预热与定量供给系统以及使极化样品实现分步极化的多组电极板；所述压电材料传送模块包括输送极化载具的带传送装置，所述带传送装置连接变速箱，所述变速箱连接伺服电机；所述数字化综合控制系统包括与多组电极板电连的极化电场数字化控制模块、与温度检测与调节系统和绝缘媒质预热与定量供给系统上设置的预热保温装置电连的温度数字化控制模块以及与压电材料传送模块上伺服电机电连的传送速度数字化控制模块。

进一步的，所述绝缘媒质预热与定量供给系统包括绝缘媒质装载箱，所述绝缘媒质装载箱下设置有加热绝缘媒质的预热保温装置，所述绝缘媒质装载箱上设置有可使绝缘媒质定量流入到极化载具内的电磁控制流量阀；所述电磁控制流量阀与继电器连接。

进一步的，所述温度检测与调节系统包括设置在极化室侧壁上的热风机及温度传感器。