一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于壓電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，壓電陶瓷風(fēng)扇散熱系統(tǒng)主要是由壓電風(fēng)扇葉片和壓電風(fēng)扇驅(qū)動電源兩大部分組成，其工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷在電場的作用下，壓電陶瓷會產(chǎn)生變形(產(chǎn)生位移)，施加一定頻率的交變電壓，并通過機械放大，最終達到風(fēng)向穩(wěn)定、高速、能夠長期工作的風(fēng)扇效果。通過調(diào)整驅(qū)動電源的變換頻率，與壓電風(fēng)扇組件自身的諧振頻率一致，使得風(fēng)扇葉片達到最大的擺幅。隨著壓電風(fēng)扇的長期工作，由于壓電陶瓷風(fēng)扇采用的是高壓電特性的的陶瓷材料，靈敏度高，對環(huán)境溫度變化敏感，在較大溫度變化的工作環(huán)境下，會使得壓電風(fēng)扇組件自身的諧振頻率發(fā)生漂移，驅(qū)動電源的輸出頻率已與壓電風(fēng)扇組件的諧振頻率不匹配，風(fēng)扇葉片的擺幅會大幅度降低，達不到預(yù)期的散熱效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，通過檢測溫度傳感器輸出信號，自動修正驅(qū)動電源的輸出頻率，以時刻保持最佳的風(fēng)扇效果。
[0004]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片、復(fù)合材料層、金屬片、溫度傳感器、安裝座和引出線；在所述的復(fù)合材料層的上下對應(yīng)兩面上均設(shè)壓電陶瓷片，形成夾層式結(jié)構(gòu)，夾層式結(jié)構(gòu)的一端連接金屬片，另一端連接安裝座；溫度傳感器固定在安裝座內(nèi)，設(shè)在壓電陶瓷片上、復(fù)合材料層上以及溫度傳感器上的引出線從安裝座內(nèi)引出；引出線與驅(qū)動電源相連。
[0006]位于復(fù)合材料層的上面上的壓電陶瓷片的極化方向為“ +、一” ;位于復(fù)合材料層的下面上的壓電陶瓷片的極化方向為“ +、一”。
[0007]所述2片壓電陶瓷片中的一片與驅(qū)動電源的負(fù)極相連，另一片與驅(qū)動電源的正極相連；所述的復(fù)合材料層與驅(qū)動電源的控制極相連。
[0008]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，具有如下優(yōu)點:
[0009](1)采用內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，通過檢測壓電風(fēng)扇組件所處的環(huán)境溫度，自動修正驅(qū)動電源的輸出頻率，使得壓電風(fēng)扇組件的諧振頻率與電源輸出頻率相一致，可以使風(fēng)扇葉片達到最大擺幅，達到最佳散熱效果；
[0010](2)將壓電陶瓷片粘接在復(fù)合材料兩側(cè)，不僅可降低壓電陶瓷內(nèi)應(yīng)力，提高葉片的柔韌性，也能使得壓電電扇風(fēng)達到最佳擺幅，保證風(fēng)扇的最佳效果；
[0011](3)使用金屬片作為金屬放大器，其材料選用優(yōu)質(zhì)合金材料，具有很好的彈性，達到最佳風(fēng)扇效果。
[0012](4)具有很好的實用性，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)。
【附圖說明】
[0013]圖1是內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體附圖進一步闡明本實用新型，本【具體實施方式】在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，應(yīng)理解這些方式僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0016]如圖1和圖2所示，內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，包括2片壓電陶瓷片1、復(fù)合材料層2、金屬片3、溫度傳感器4、安裝座5和引出線6 ;2片壓電陶瓷片1粘連在復(fù)合材料層2的上下對應(yīng)兩面上；其中1片壓電陶瓷片1的自由端與金屬片3相連，另一端連同另一片壓電陶瓷片1和復(fù)合材料層2 —起安裝在安裝座4內(nèi)，設(shè)在壓電陶瓷片以及復(fù)合材料層上的引出線6從安裝座5內(nèi)引出。溫度傳感器4固定在安裝座內(nèi)，其引線也從安裝座引出；壓電陶瓷片1中的一片與連接風(fēng)扇驅(qū)動電源的負(fù)極相連，另一片與連接風(fēng)扇驅(qū)動電源的正極相連，復(fù)合材料層2與連接風(fēng)扇驅(qū)動電源的中間電極相連，該中間電極是可切換正極或負(fù)極的控制極，組成一個完整壓電陶瓷風(fēng)扇葉片。溫度傳感器的信號輸入到驅(qū)動電源，驅(qū)動電源通過檢測溫度信號，自動修正驅(qū)動電路的變換頻率，并始終與壓電風(fēng)扇組件的自身諧振頻率保持一致，始終保持壓電風(fēng)扇偏轉(zhuǎn)幅度保持最大值，保證風(fēng)扇的最佳效果；使用金屬片作為金屬放大器，其材料選用優(yōu)質(zhì)合金材料，具有很好的彈性，達到最佳風(fēng)扇效果。
[0017]該內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，風(fēng)扇葉片是由兩片壓電陶瓷1構(gòu)成，復(fù)合材料層2(該復(fù)合材料可以為碳纖維)的一側(cè)粘接極化方向為正的高壓電常數(shù)(d33大于750pC/N)壓電陶瓷，另一側(cè)粘接極化方向為負(fù)的高壓電常數(shù)(d33大于750pC/N)壓電陶瓷，雙體交替壓電電扇形成三層結(jié)構(gòu)。風(fēng)扇葉片上方的電極電壓是0伏，中間的電極是0/V+變換的控制極，下方的電極電壓是V+伏。工作時是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，當(dāng)給雙體交替壓電電扇控制極加上直流電壓V+伏時，上方的壓電陶瓷產(chǎn)生0伏和V伏的電壓差，在電場作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，上方的壓電陶瓷會延伸形變，由于壓電陶瓷兩端的一端被固定，壓電陶瓷的另一端自由端就會向上偏轉(zhuǎn)。另一側(cè)下方的壓電陶瓷兩端電極的電壓分別是V伏和V伏等電位處于休息狀態(tài)，這一側(cè)壓電陶瓷和上方的壓電陶瓷粘在同一片復(fù)合材料上，它也會隨通電的壓電陶瓷向相同的一個方向向上偏轉(zhuǎn)。當(dāng)給雙體交替壓電電扇控制極加上直流電壓0伏時，風(fēng)扇葉片偏轉(zhuǎn)方向剛好相反，向下偏轉(zhuǎn)。此時下方的壓電陶瓷電極兩端電壓分別是0伏和V伏電壓差，同樣在電場的作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，下方的壓電陶瓷產(chǎn)生延伸變形，壓電陶瓷的兩端的一端被固定，壓電陶瓷的另一端自由端就會向下偏轉(zhuǎn)。而此時上方的壓電陶瓷電極兩端的電壓分別為0伏和0伏等電位處于休息狀態(tài)，這一側(cè)壓電陶瓷粘在同一片復(fù)合材料上，它也隨通電的壓電陶瓷向同一個方向向下偏轉(zhuǎn)。所以調(diào)整壓電電扇的控制極0和V+的變換速度，可以控制壓電陶瓷葉片偏轉(zhuǎn)速度；控制供電電壓，可以控制葉片偏轉(zhuǎn)的幅度。要達到最佳的風(fēng)扇效果，選擇壓電陶瓷尺寸大小和金屬放大器尺寸相結(jié)合，在壓電陶瓷最佳共振頻率點，風(fēng)扇的效果也為最佳。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，其特征在于:包括壓電陶瓷片(1)、復(fù)合材料層(2)、金屬片(3)、溫度傳感器(4)、安裝座(5)和引出線(6);在所述的復(fù)合材料層(2)的上下對應(yīng)兩面上均設(shè)壓電陶瓷片(1)，形成夾層式結(jié)構(gòu)，夾層式結(jié)構(gòu)的一端連接金屬片(3)，另一端連接安裝座(5);溫度傳感器(4)固定在安裝座(5)內(nèi)，設(shè)在壓電陶瓷片(1)上、復(fù)合材料層(2)上以及溫度傳感器(4)上的引出線(6)從安裝座(5)內(nèi)引出；引出線(6)與驅(qū)動電源相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，其特征在于:位于復(fù)合材料層(2)的上面上的壓電陶瓷片(1)的極化方向為“+、一”;位于復(fù)合材料層(2)的下面上的壓電陶瓷片(1)的極化方向為“+、一”。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，其特征在于:所述2片壓電陶瓷片(1)中的一片與驅(qū)動電源的負(fù)極相連，另一片與驅(qū)動電源的正極相連；所述的復(fù)合材料層(2)與驅(qū)動電源的控制極相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片、復(fù)合材料層、金屬片、溫度傳感器、安裝座和引出線；在所述的復(fù)合材料層的上下對應(yīng)兩面上均設(shè)壓電陶瓷片，形成夾層式結(jié)構(gòu)，夾層式結(jié)構(gòu)的一端連接金屬片，另一端連接安裝座；溫度傳感器固定在安裝座內(nèi)，設(shè)在壓電陶瓷片上、復(fù)合材料層上以及溫度傳感器上的引出線從安裝座內(nèi)引出；引出線與驅(qū)動電源相連。本實用新型采用內(nèi)裝溫度傳感器的壓電陶瓷風(fēng)扇，通過檢測壓電風(fēng)扇組件所處的環(huán)境溫度，自動修正驅(qū)動電源的輸出頻率，使得壓電風(fēng)扇組件的諧振頻率與電源輸出頻率相一致，可以使風(fēng)扇葉片達到最大擺幅，達到最佳散熱效果。
【IPC分類】H01L41/09, F04D33/00
【公開號】CN204966546
【申請?zhí)枴緾N201520739967
【發(fā)明人】楊杰, 張偉東
【申請人】江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月23日