[实用新型]一种高精度反馈式压电减振装置

说明书

本实用新型提供一种采用无铅压电陶瓷技术的高精度反馈式压电减振装置，包括从下至上依次设置的基板、智能模块层、下电极层、压电陶瓷阵列层、上电极层、匹配层、透声层。所述压电减振装置使用铌酸钾钠基无铅压电陶瓷作为核心减振元件，具有绿色、环保、无污染等特点。所述压电减振装置采用阵列式设计，可以有效分辨振动区域中不同位置的振动信息，并给出相应的反馈，实现精准主动减振。

技术领域

本实用新型属于减振及压电技术领域，具体涉及一种采用无铅压电陶瓷技术的高精度反馈式压电减振装置。

背景技术

精密制造、精密加工、精密测量等技术的不断发展，对制造、加工、测量等过程的精度提出了更高的要求，这也使得设备与环境中存在的振动现象所带来的不利影响日渐突出。例如在集成电路、MEMS器件等的加工过程中，振幅小至微米级的机械振动都会对机加设备造成显著的干扰，影响微电子器件的精密加工。

而在自然科学研究中广泛使用的光学、电子显微装置中，若测试环境存在微小振动，都将严重影响测试信号的信噪比，对实验工作者的研究造成干扰甚至是误导。目前存在的一些减振方法，如阻尼减振、激振器减振等，在对噪声振动的响应速度及精确处理方面均有所欠缺，因而，开发具有高精度与快速响应能力的减振装置格外重要。

发明内容

针对上述需求，本实用新型提供一种采用无铅压电陶瓷技术的高精度反馈式压电减振装置。

一种高精度反馈式压电减振装置，具体包括：

从下至上依次设置的基板、智能模块层、下电极层、压电陶瓷阵列层、上电极层、匹配层、透声层。

所述基板用于为压电减振装置提供刚性支撑。

所述智能模块层设置在基板之上，由复数智能模块组成，所述智能模块与压电陶瓷阵列层中的压电陶瓷柱一一对应，每个智能模块包含至少一个反相器、一个调幅器和一个电源；所述智能模块用于对从压电陶瓷柱接收的输入信号进行反相、调幅等处理，并生成电激励信号输出，用于驱动压电陶瓷产生反相振动。

所述下电极层设置于智能模块层上方，包含压电陶瓷阵列层中各个压电陶瓷柱的下电极。

所述压电陶瓷阵列层设置于下电极层上方，包含按预设图形排布的压电陶瓷柱阵列，主要功能为：（1）接收信号，即实时检测环境或设备的噪声振动，通过正压电效应将振动信号转换为同相位的电学信号；（2）发射信号，即在激励信号的作用下，通过逆压电效应将电学激励信号转换为同相位的振动信号，并向目标发射以抵消目标设备的噪声振动。

进一步地，所述压电陶瓷阵列由复数压电陶瓷柱横纵排列组成。

进一步地，所述压电陶瓷柱选材为铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷中铌酸钾钠及其掺杂改性材料的摩尔含量为55-100%，其中铌元素的质量分数为40-70%。

进一步地，所述下电极层的图形与所述压电陶瓷阵列层的图形保持一致。

所述上电极层设置于压电陶瓷阵列层上方，用作压电陶瓷阵列层中各个压电陶瓷柱的上电极；所述上电极层的图形与所述压电陶瓷阵列层的图形一致。

所述匹配层设置于上电极层上方，用于保证压电陶瓷阵列层和透声层间的阻抗匹配，以及上电极层与透声层间的物理接触匹配，其作用在于最大程度地降低振动信号在压电陶瓷阵列层及透声层间传输时的损耗。

进一步地，所述匹配层为金属材质。

所述透声层设置于匹配层上方，透声层直接与目标减振设备接触，用于将外部振动传入减振装置，以及将减振装置产生的调制振动传递至目标减振设备。

进一步地，所述透声层的材质为透声橡胶，其柔性可保证透声层与目标设备间的无缝接触。