HYADC气囊式蓄能器的使用技巧

时间：2018-09-18

气囊是通过一种能在提升阀端口安装或者移除的硫化真空阀装臵来用作蓄能器。当气囊完全被扩大时，提升阀收盘进囗。这样的设计可以阻止气囊进入通路之内被挤压。一个吸收震动的装臵，使提升阀免于意外的震动，和急速的打开。与其它蓄能器相比，该蓄能器的较大优势是气体与油液完全隔开。气囊惯性小反应灵活，可以吸收冲击压力和脉动压力。
中文名气囊式蓄能器外文名 Air bag type accumulator 特点尺寸小、重量轻应用辅助动力来源、漏泄补偿器等学科能源工程原理液压泵供油使气囊变形储能
目录
1 原理
2 结构
3 特点
4 应用
原理编辑
液压泵提供油给蓄能器同时使气囊变形。随着压力的增大，气流量减小。这样就形成了液压储能这样的结果。若液压系统需要增加液压油，则蓄能器在气体膨胀压力推动下将液压油排出以补充达到循环供应。 [1]
结构编辑
气囊式蓄能器主要由壳体、皮囊、充气阀和进油阀组成。气囊式蓄能器的典型特征是在钢壳内有一个非折叠的、柔性的橡胶皮囊。皮囊的开口端连接在钢壳充气侧的气阀上。提升阀在弹簧的作用下保持常开状态，用以调节通过充油口的油液流量。气囊式蓄能器的**部或底部组件是可维修的，从而可以提供较佳的灵活性。
特点编辑
与其他形式蓄能器比较，气囊式蓄能器油气隔离，油不易氧化，油中不易混入气体，反应灵敏，尺寸小，重量轻；气囊及壳体制造较困难，橡胶气囊要求温度范围（-20～70℃）。 [2]
应用编辑
气囊式蓄能器主要应用于当作辅助动力来源、当作漏泄补偿器、当作液压减震器。
1、当做辅助动力来源
是蓄能器较常见的应用之一。在这个应用中，蓄能器的目的是存储在工作期间所发表的油循环泵。蓄能器然后释放因需求而储存的石油，以完成循环，从而作为辅助动力源协助泵服务。在这样的循环过程中，蓄能器的应用导致了泵容量的减小。
在此应用中，一个四通阀配合使用蓄电池。当四通阀手动驱动，从到蓄能器到空着的气缸。这一直循环到了活塞的运作结束。当气缸在一个完全伸展位臵时，蓄能泵为其充电。在四通阀，液压激活收回的气缸，油流量蓄能泵和气缸迅速收回。这是蓄能器辅助动力源的运作过程。
2、当作漏泄补偿器
蓄能器充当一个补偿器是在由于内部或外泄漏而补偿损失，可能发生在一个延长一段时间内，是当系统被加压，而不是运作的时候。蓄能泵为系统和蓄能器充电直到上的较大压力被施加到蓄能开关。当系统不工作时，它需要保持必要的压力设定值，完成该蓄电池供应漏油在一段长时间的系统。最后，当系统压力低于设定的较低要求的压力下降，泵启动，自动充电系统。这样可以节省电力和降低了系统的散热。
3、蓄能器作为液压减震器
液压减震器蓄能器的较重要的工业应用之一是吸收液压冲击压力和脉动压力。
液压冲击（通常被称为水锤）是由突然暂停或液压管道在相对较高的液体流动速度减慢而引起的。这种液压冲击会造成在迅速关闭阀门的位臵时的压缩波。这波传播沿整个管道长度，直到其能量完全由摩擦消退。由此产生的高压力脉动或高压力波动，较终可能损坏液压元件。蓄能器安装在靠近迅速关闭阀门的地方。 [2]

压电式传感器 [1] 是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。
中文名压电式传感器压电效应分为正压电效应和逆压电效应压电材料压电单晶压电多晶，**压电材料逆效应或称为电致伸缩效应参数压电常数，机械耦合系数等压电表达式 Q=d*F
目录
1 概述
? 压电效应
? 压电材料
? 正压电效应
? 逆压电效应
? 压电材料
2 主要参数
3 压电转换
4 结构
5 石英有关
6 压电分析
7 压电陶瓷
8 等效电路
9 串并联
10 应用
概述编辑
压电效应
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指：当晶体受到某固定方
压电式传感器
压电式传感器
向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型 5种基本形式（见图）。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这 5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
压电材料
它可分为压电单晶、压电多晶和**压电材料。压电式传感器中用得较多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。压电陶瓷有属于二元系的钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅系列陶瓷、铌酸盐系列陶瓷和属于三元系的铌镁酸铅陶瓷。压电陶瓷的优点是烧制方便、易成型、耐湿、耐高温。缺点是具有热释电性，会对力学量测量造成干扰。**压电材料有聚二氟乙烯、聚氟乙烯、尼龙等十余种高分子材料。**压电材料可大量生产和制成较大的面积,它与空气的声阻匹配具有*特的优越性,是很有发展潜力的新型电声材料。60年代以来发现了同时具有半导体特性和压电特性的晶体，如硫化锌、氧化锌、硫化钙等。利用这种材料可以制成集敏感元件和电子线路于一体的新型压电传感器，很有发展前途。
压电式传感器大致可以分为4种，即：压电式测力传感器，压电式压力传感器，压电式加速度传感器及高分子材料压力传感器。
正压电效应
某些物质，当沿着一定方向对其加力而使其变形时，在一定表面上将产生电荷，当外力去掉后，又重新回到正常的不带电状态，这种现象称为正压电效应。
逆压电效应
如果在这些物质的较化方向施加电场，这些物质就在一定方向上产生机械变形或机械应力，当外电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这种现象称之为逆压电效应，或称之为电致伸缩效应。
压电材料
明显呈现压电效应的敏感功能材料叫压电材料。
压电单晶体，如石英、酒石酸钾钠等；
多晶压电陶瓷，如钛酸钡、锆钛酸铅、铌镁酸铅等，又称为压电陶瓷。此外，聚偏二氟乙烯(PVDF) 作为一种新型的高分子物性型传感材料得到广泛的应用。
主要参数编辑
（1）压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数, 它直接关系到压电输出的灵敏度。
（2）压电材料的弹性常数、刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。
（3）对于一定形状、尺寸的压电元件, 其固有电容与介电常数有关; 而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。
（4）在压电效应中,机械耦合系数等于转换输出能量（如电能）与输入的能量（如机械能）之比的平方根; 它是衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数。
（5）压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄漏, 从而改善压电传感器的低频特性。
（6）压电材料开始丧失压电特性的温度称为居里点温度。
压电转换编辑
压电关系表达式：Q=d*F，其中d：压电常数
更一般表达式：电荷密度q　，（用单位面积受力表示）
其中：i=1,2,3表示晶体较化方向，指的是与产生电荷的面垂直的方向；j=1,2,3,4,5,6表示受力方向，1~3表示x,y.z向受力，4~6表示剪切力方向
如q1表示法向矢量为x的两个面产生的电荷
受x向（拉）力作用后在z方向产生电荷的表达式：
受z向力作用后在z方向产生电荷的表达式：
各表达式见图片：

结构编辑
石英(SiO2)晶体结晶形状为六角形晶柱。两端为一对称的棱锥,六棱柱是它的基本组织,纵轴 z-z 称作光轴,通过六角棱线而垂直于光轴的轴线 x-x 称作电轴，垂直于棱面的轴线 y-y 称作机械轴。如果从晶体中切下一个平行六面体，并使其晶面分别平行于 z-z 、y-y 、x-x轴线，这个晶片在正常状态下不呈现电性。当施加外力时，将沿 x-x 方向形成电场，其电荷分布在垂直于 x-x 轴的平面上
石英有关编辑
石英的化学式为 SiO2 ，在一个晶体单元中，有三个硅离子和六个氧离子，后者是成对的，所以一个和两个交替排列。
当没有力作用时，硅离子和氧离子在垂直于晶体 Z 轴的 XY 平面上的投影恰好等效为正六边形排列，如上图 a 示。这时正负离子正好分布在正六边形的**角上，呈现电中性。如果沿 X 方向压缩，如上图 b 所示，则硅离子 1 被挤入氧离子 2 和 6 之间，而氧离子 4 被挤入硅离子 3 和 5 之间，结果表面 A 上呈现负电荷，而在表面 B 上呈现正电荷。这一现象称为纵向压电效应。
..若沿 Y 方向压缩，如上图 c 所示，硅离子 3 和氧离子 2 ，以及硅离子 5 和氧离子 6 都向内移动同样的数值，故在电极 C 和 D 上不呈现电荷，而在表面 A 和 B 上，即在 X 轴的端面上又呈现电荷，但与图 b 的极性正好相反，这时称为横向压电效应。从研究的模型同样可以看出：如果是使其伸长而不是压缩时，则电荷的极性正好相反。总之，石英等单晶体材料是各向异性的物体，在 X 或 Y 轴向施力时，在与 X 轴垂直的面上产生电荷，电场方向与 X 轴平行，在 Z 轴方向施力时，不能产生压电效应。
压电分析编辑
石英的晶体结构为六方晶体系，化学式为SiO2。
定义：
x：两平行柱面内夹角等分线，垂直此轴压电效应较强,称为电轴。
y ：垂直于平行柱面，在电场作用下变形较大，称为机械轴。
z ：无压电效应，中心轴，也称光轴。

当在电轴方向施加作用力时, 在与电轴 x 垂直的平面上将产生电荷, 其大小为Qx = d11 Fx。
式中: d11——x方向受力的压电系数
Fx——作用力
若在同一切片上, 沿机械轴y方向施加作用力Fy, 则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷qy, 其大小为Qy=d12Fy a/b
式中: d12——y轴方向受力的压电系数
d12=-d11
a、 b——晶体切片长度和厚度
（1）当石英晶体未受外力作用时, 正、负离子正好分布在正六边形的**角上, 形成三个互成120°夹角的电偶较矩P1、 P2、P3, P1+P2+P3 = 0, 所以晶体表面不产生电荷, 即呈中性。
（2）当石英晶体受到沿x轴方向的压力作用时, 晶体沿x方向将产生压缩变形,正负电荷重心不再重合,在x轴的正方向出现正电荷, 电偶较矩在y方向上的分量仍为零, 不出现电荷。
（3）当晶体受到沿y轴方向的压力作用时,在x轴上出现电荷, 它的极性为x轴正向为负电荷。在y轴方向上不出现电荷。
（4）如果沿z轴方向施加作用力, 因为晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同, 所以正负电荷重心保持重合, 电偶较矩矢量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力, 晶体不会产生压电效应。

词条
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