CN102610741B - 压电极化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压电陶瓷材料的极化技术，旨在提供一种压电极化装置及方法。该装置包括极化主机；极化油槽设于电气控制箱上部，并通过升降装置连接至电机；极化油槽中设电加热器，极化油槽上侧盖板的下方设有若干个极化电极；极化电极的下端设有用于夹持待极化试件的夹具；50KW高压直流电源通过电缆连接至远程高压控制仪，电气控制箱通过电缆连接至远程极化控制仪；远程高压控制仪和远程极化控制仪设于离开极化主机至少1.5米的距离之外。本发明能够让操作人员在安全范围内遥控操作极化主机，避免操作人员的不安全因素。无需再长时间升温即可立即进行新试件的极化，具有节能高效的特点。

Description

压电极化装置及方法
技术领域
本发明涉及压电陶瓷材料的极化技术，特别是压电陶瓷在50KW超高压条件下的极化设备及方法。
背景技术
压电陶瓷是一种机械能和电能互相转换的功能性材料，广泛应用于移动通讯、卫星广播、电子设备、仪器仪表、生物及航空航天等高新技术领域。随着科学技术的发展，对压电器的性能及功能要求越来越高，研制压电常数更大，机械强度更高的新型复合压电器件成为当务之急。在压电器件的研制过程中，极化是必不可少的一道工序。与大规模工业生产不同，实验室对压电器件的极化，需要对不同的材料和工艺进行大量的试验，而原有普遍采用的单极和直流电压较低的人工直接接触的试验装置自然无法满足极化量大，超高压极化的要求。同时如何在50KW超高压条件下安全试验也成为一项值得研究的必需技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，客服现有实验室自制设备的缺陷或不足，提供一种9级片式压电陶瓷在50KW直流超高压下的极化方法及装置，以满足实验室压电陶瓷技术的特殊实验要求。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种压电极化装置，包括极化主机；所述极化主机包括：电气控制箱、极化油槽、极化电极和九路高压分配板；所述极化油槽设于电气控制箱上部，并通过升降装置连接至电机；极化油槽中设电加热器，极化油槽上侧盖板的下方设有若干个极化电极；极化电极的下端设有用于夹持待极化试件的夹具，极化电极通过电缆连接至九路高压分配板；九路高压分配板与50KW高压直流电源相连接；50KW高压直流电源通过电缆连接至远程高压控制仪；电加热器和电机均连接至电气控制箱，电气控制箱通过电缆连接至远程极化控制仪；远程高压控制仪和远程极化控制仪设于离开极化主机至少1.5米的距离之外。
本发明中，所述50KW高压直流电源与电气控制箱、极化油槽、极化电极以及九路高压分配板装配为一体式的极化主机。
本发明中，还包括一个红外检测仪，通过电缆连接至高压直流电源的开关。
本发明中，所述极化电极和夹具各有9个。
进一步地，本发明还提供了一种基于前述装置的压电极化方法，包括以下步骤：
(1)将压电陶瓷试件装入夹具内，通过远程极化控制仪启动电机升起极化油槽，使极化电极伸入极化油槽中，装有试件的夹具浸入极化油槽内的硅油中；
(2)通过远程极化控制仪启动电加热器的温控开关，控制极化油槽中硅油的温度在150～200℃之间；
(3)通过远程高压控制仪接通50KW高压直流电源，调节电压在5KW～50KW之间；
(4)通过远程高压控制仪控制极化电路，对压电陶瓷试件进行极化处理；
(5)极化处理完成后，关闭极化主机，切断高压直流电源，关断电加热器的温控开关，启动电机降下极化油槽，使装有试件的夹具离开极化油槽。
在极化过程中，如红外检测器检测到有人员误入限定区域，立即向高压直流电源的开关发送信号，切断供电。
本发明的有益效果在于：
本发明能够让操作人员在安全范围内遥控操作极化主机，避免操作人员的不安全因素；不需极化油槽冷却，用电机控制油槽使夹具与油槽脱开；取出试件装入新试件后，无需再长时间升温即可立即进行新试件的极化，具有节能高效的特点；由于采用了红外传感技术，若极化过程中，有人员意外接近硅油槽，主机将会自动切断电源，终止极化过程，保证人员的安全。
附图说明
图1是本发明的极化装置的结构示意图(正面)；
图2是本发明的极化装置的结构示意图(侧面)；
图3是本发明的极化装置的异地操作示意图。
附图标记为：1、九路高压分配板；2、极化电极；3、极化油槽；4电气控制箱；5、50KW高压直流电源；6、远程高压控制仪；7、远程极化控制仪；8、台桌。
具体实施方式
首先在极化油槽3内加入硅油，再把9片试样同时装入夹具，用电机控制极化油槽3，使得装有试件的夹具全部浸入硅油中。此时操作人员离开极化主机，到距离主机安全距离外，根据极化工艺要求操作远程高压控制仪6和远程极化控制仪7：接通高压电源，设定极化油槽3的加热温度，启动加热开关，硅油开始加热，调节极化电压以及极化时间，进行极化工艺处理。工艺处理完毕无需硅油完全冷却，可立刻通过远距离极化控制仪7控制电机使夹具脱离极化油槽3，从而取出试件再极化另一批试件。遥控操作使操作人员在安全范围内操作极化主机，避免操作人员的不安全因素。

Claims (5)

1.一种压电极化方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将压电陶瓷试件装入夹具内，通过远程极化控制仪启动电机升起极化油槽，使极化电极伸入极化油槽中，装有试件的夹具浸入极化油槽内的硅油中；
（2）通过远程极化控制仪启动电加热器的温控开关，控制极化油槽中硅油的温度在150～200℃之间；
（3）通过远程高压控制仪接通50KW高压直流电源，调节电压在5KW～50KW之间；
（4）通过远程高压控制仪控制极化电路，对压电陶瓷试件进行极化处理；
（5）极化处理完成后，关闭极化主机，切断高压直流电源，关断电加热器的温控开关，启动电机降下极化油槽，使装有试件的夹具离开极化油槽；
该方法是基于包括极化主机的压电极化装置而实现的；所述极化主机包括：电气控制箱、极化油槽、极化电极和九路高压分配板；所述极化油槽设于电气控制箱上部，并通过升降装置连接至电机；极化油槽中设电加热器，极化油槽上侧盖板的下方设有若干个极化电极；极化电极的下端设有用于夹持待极化试件的夹具，极化电极通过电缆连接至九路高压分配板；九路高压分配板与50KW高压直流电源相连接；50KW高压直流电源通过电缆连接至远程高压控制仪；电加热器和电机均连接至电气控制箱，电气控制箱通过电缆连接至远程极化控制仪；远程高压控制仪和远程极化控制仪设于离开极化主机至少1.5米的距离之外。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在极化过程中，如红外检测器检测到有人员误入限定区域，立即向高压直流电源的开关发送信号，切断供电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述50KW高压直流电源与电气控制箱、极化油槽、极化电极以及九路高压分配板装配为一体式的极化主机。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压电极化装置还包括一个红外检测仪，通过电缆连接至高压直流电源的开关。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极化电极和夹具各有9个。
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