1 Fabricantes de Dispositivos Piezoeléctricos en 2024

¿Qué es un Dispositivos Piezoeléctricos?

Los Dispositivos Piezoeléctricos son elementos pasivos que utilizan los efectos piezoeléctricos y piezoeléctricos inversos que se producen en materiales dieléctricos como el cuarzo y el cuarzo para controlar y detectar movimientos diminutos.

Debido a su sencilla estructura, que no requiere engranajes ni motores para su funcionamiento, los elementos piezoeléctricos son más pequeños que otros elementos de mecanismos de micromovimiento.

Usos de los Dispositivos Piezoeléctricos

Los Dispositivos Piezoeléctricos se utilizan principalmente en dispositivos que detectan y controlan micromovimientos para aplicaciones industriales.

Por ejemplo, se utilizan en vibrómetros, en los que se introducen en el elemento piezoeléctrico, en forma de presión, diminutos cambios de fuerza causados por la vibración, y se emite la tensión generada en el elemento piezoeléctrico bajo presión para obtener un valor de tensión, que se cuantifica como la magnitud de la vibración.

También se utilizan como sistemas de accionamiento que acompañan los movimientos de la platina de equipos como microscopios e interferómetros, que requieren movimientos precisos.

Los componentes de los elementos piezoeléctricos de estos sistemas de accionamiento se denominan piezoconductores o piezoactuadores, y también son habituales los actuadores multicapa con varias capas de elementos piezoeléctricos. En ellos, los movimientos diminutos se consiguen aplicando corrientes de impulsos diminutas a los Dispositivos Piezoeléctricos. Los Dispositivos Piezoeléctricos son adecuados en situaciones en las que se requiere una gran capacidad de respuesta y un control preciso del movimiento.

1. refrigeración de equipos electrónicos

Cuando se trata de refrigerar equipos electrónicos como ordenadores personales, se suelen utilizar métodos de refrigeración con ventiladores de corriente continua, pero también se han propuesto métodos de refrigeración con Dispositivos Piezoeléctricos.

En concreto, se utiliza el efecto piezoeléctrico inverso del elemento piezoeléctrico para generar viento mediante la vibración de una estructura que combina el elemento piezoeléctrico y las aspas generadoras de viento.

Este método de refrigeración mediante Dispositivos Piezoeléctricos hace menos ruido que los ventiladores de corriente continua y puede accionarse ahorrando energía.

Sin embargo, cuando se acciona durante largos periodos de tiempo, el elemento piezoeléctrico y las palas pueden desconectarse, por lo que se instalan placas de soporte para dispersar la tensión en la estructura.

2. generación de energía

También se están desarrollando sistemas de generación de energía que utilizan Dispositivos Piezoeléctricos.

Por ejemplo, el Laboratorio de Servicios Fronterizos del Centro de Investigación y Desarrollo JR East está investigando un sistema de generación de energía en el suelo, y lleva realizando pruebas de demostración en la estación de Tokio desde 2006.

En concreto, se trata de "un sistema en el que los Dispositivos Piezoeléctricos se disponen vertical, horizontal y verticalmente como un suelo, y la electricidad se genera por el efecto piezoeléctrico cuando el usuario camina sobre el suelo".

El Laboratorio de Servicios Fronterizos del Centro de Investigación y Desarrollo JR East estima que la cantidad de electricidad generada será de aproximadamente 10 Wsec para las pruebas de demostración previstas en 2008-2009.

Así pues, aunque la capacidad de generación de energía no es muy elevada y la cantidad de energía generada no se corresponde con el coste, y el Dispositivos Piezoeléctricos es un material quebradizo y de escasa durabilidad, en la actualidad varias empresas e institutos de investigación están llevando a cabo actividades de investigación y desarrollo, y el tema es si se puede generar energía a un nivel práctico.

3. Altavoces

También se han desarrollado altavoces que utilizan Dispositivos Piezoeléctricos.

Principio de los Dispositivos Piezoeléctricos

El principal material utilizado en los Dispositivos Piezoeléctricos es la cerámica piezoeléctrica, que tiene polaridad, una distorsión eléctrica en el interior del cristal.

Un Dispositivos Piezoeléctricos consiste en un cuerpo piezoeléctrico intercalado entre un electrodo positivo y un electrodo negativo.

Al aplicar una tensión entre los electrodos, se ejerce presión sobre el cuerpo piezoeléctrico, que se expande, se contrae y se desplaza como indican las flechas azules en función de la magnitud de la tensión, y este desplazamiento se utiliza como fuerza motriz, etc. Además, también es posible detectar una tensión aplicando una presión que deforme el Dispositivos Piezoeléctricos en sentido contrario.

En condiciones normales, la red cristalina del cuerpo piezoeléctrico permanece eléctricamente estable al absorber iones de la atmósfera. Sin embargo, cuando se aplica una tensión, el equilibrio se rompe fácilmente y la polaridad dentro del cristal cambia, haciendo que la propia red cristalina se expanda y contraiga en la dirección indicada por la flecha, que es el desplazamiento del cuerpo piezoeléctrico.

En otras palabras, el desplazamiento del material piezoeléctrico es de unas pocas micras en el mejor de los casos debido a la deformación por tensión utilizando la polaridad electrónica de la red cristalina, y el volumen de accionamiento del propio elemento piezoeléctrico es generalmente tan pequeño como unas pocas micras.

Por esta razón, cuando se requiere un volumen de accionamiento aún mayor, se utilizan actuadores multicapa con múltiples elementos piezoeléctricos combinados y apilados.

Más información sobre Dispositivos Piezoeléctricos

1. principio de un altavoz con Dispositivos Piezoeléctricos

En este caso también se aprovecha el efecto piezoeléctrico de los elementos piezoeléctricos, según el cual el miembro vibrante se pone en contacto con el elemento piezoeléctrico en la dirección de expansión y contracción.

Cuando se aplica tensión mediante la señal del dispositivo de reproducción, el Dispositivos Piezoeléctricos se expande y contrae en la dirección de la flecha azul debido al efecto piezoeléctrico y vibra, lo que se transmite al miembro vibratorio para reproducir el sonido.

2. productos específicos

Como altavoz que utiliza un elemento piezoeléctrico de este tipo, TDK Corporation comercializa un altavoz denominado PiezoListen™.

La estructura básica consiste en un Dispositivos Piezoeléctricos recubierto con una película de resina y provisto de un marco y terminales de cableado.

Al utilizar un elemento piezoeléctrico capaz de un gran desplazamiento, este altavoz aumenta la salida en la gama de frecuencias bajas y consigue una salida en una amplia gama sonora.

El uso de cerámica fina para los Dispositivos Piezoeléctricos también permite que el altavoz sea más pequeño y delgado.