CN204966546U - 一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层、金属片、温度传感器、安装座和引出线；在所述的复合材料层的上下对应两面上均设压电陶瓷片，形成夹层式结构，夹层式结构的一端连接金属片，另一端连接安装座；温度传感器固定在安装座内，设在压电陶瓷片上、复合材料层上以及温度传感器上的引出线从安装座内引出；引出线与驱动电源相连。本实用新型采用内装温度传感器的压电陶瓷风扇，通过检测压电风扇组件所处的环境温度，自动修正驱动电源的输出频率，使得压电风扇组件的谐振频率与电源输出频率相一致，可以使风扇叶片达到最大摆幅，达到最佳散热效果。

Description

一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇

技术领域

本实用新型属于压电陶瓷技术领域，具体涉及一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇。

背景技术

目前，压电陶瓷风扇散热系统主要是由压电风扇叶片和压电风扇驱动电源两大部分组成，其工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应，压电陶瓷在电场的作用下，压电陶瓷会产生变形(产生位移)，施加一定频率的交变电压，并通过机械放大，最终达到风向稳定、高速、能够长期工作的风扇效果。通过调整驱动电源的变换频率，与压电风扇组件自身的谐振频率一致，使得风扇叶片达到最大的摆幅。随着压电风扇的长期工作，由于压电陶瓷风扇采用的是高压电特性的的陶瓷材料，灵敏度高，对环境温度变化敏感，在较大温度变化的工作环境下，会使得压电风扇组件自身的谐振频率发生漂移，驱动电源的输出频率已与压电风扇组件的谐振频率不匹配，风扇叶片的摆幅会大幅度降低，达不到预期的散热效果。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇，通过检测温度传感器输出信号，自动修正驱动电源的输出频率，以时刻保持最佳的风扇效果。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层、金属片、温度传感器、安装座和引出线；在所述的复合材料层的上下对应两面上均设压电陶瓷片，形成夹层式结构，夹层式结构的一端连接金属片，另一端连接安装座；温度传感器固定在安装座内，设在压电陶瓷片上、复合材料层上以及温度传感器上的引出线从安装座内引出；引出线与驱动电源相连。

位于复合材料层的上面上的压电陶瓷片的极化方向为“+、－”；位于复合材料层的下面上的压电陶瓷片的极化方向为“+、－”。

所述2片压电陶瓷片中的一片与驱动电源的负极相连，另一片与驱动电源的正极相连；所述的复合材料层与驱动电源的控制极相连。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的内装温度传感器的压电陶瓷风扇，具有如下优点：

(1)采用内装温度传感器的压电陶瓷风扇，通过检测压电风扇组件所处的环境温度，自动修正驱动电源的输出频率，使得压电风扇组件的谐振频率与电源输出频率相一致，可以使风扇叶片达到最大摆幅，达到最佳散热效果；

(2)将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇风达到最佳摆幅，保证风扇的最佳效果；

(3)使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。

(4)具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。

附图说明

图1是内装温度传感器的压电陶瓷风扇的结构示意图；

图2是内装温度传感器的压电陶瓷风扇的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体附图进一步阐明本实用新型，本具体实施方式在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1和图2所示，内装温度传感器的压电陶瓷风扇，包括2片压电陶瓷片1、复合材料层2、金属片3、温度传感器4、安装座5和引出线6；2片压电陶瓷片1粘连在复合材料层2的上下对应两面上；其中1片压电陶瓷片1的自由端与金属片3相连，另一端连同另一片压电陶瓷片1和复合材料层2一起安装在安装座4内，设在压电陶瓷片以及复合材料层上的引出线6从安装座5内引出。温度传感器4固定在安装座内，其引线也从安装座引出；压电陶瓷片1中的一片与连接风扇驱动电源的负极相连，另一片与连接风扇驱动电源的正极相连，复合材料层2与连接风扇驱动电源的中间电极相连，该中间电极是可切换正极或负极的控制极，组成一个完整压电陶瓷风扇叶片。温度传感器的信号输入到驱动电源，驱动电源通过检测温度信号，自动修正驱动电路的变换频率，并始终与压电风扇组件的自身谐振频率保持一致，始终保持压电风扇偏转幅度保持最大值，保证风扇的最佳效果；使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。

该内装温度传感器的压电陶瓷风扇，风扇叶片是由两片压电陶瓷1构成，复合材料层2(该复合材料可以为碳纤维)的一侧粘接极化方向为正的高压电常数(d33大于750pC/N)压电陶瓷，另一侧粘接极化方向为负的高压电常数(d33大于750pC/N)压电陶瓷，双体交替压电电扇形成三层结构。风扇叶片上方的电极电压是0伏，中间的电极是0/V+变换的控制极，下方的电极电压是V+伏。工作时是利用压电陶瓷的逆压电效应，当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压V+伏时，上方的压电陶瓷产生0伏和V伏的电压差，在电场作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，上方的压电陶瓷会延伸形变，由于压电陶瓷两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向上偏转。另一侧下方的压电陶瓷两端电极的电压分别是V伏和V伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷和上方的压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也会随通电的压电陶瓷向相同的一个方向向上偏转。当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压0伏时，风扇叶片偏转方向刚好相反，向下偏转。此时下方的压电陶瓷电极两端电压分别是0伏和V伏电压差，同样在电场的作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，下方的压电陶瓷产生延伸变形，压电陶瓷的两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向下偏转。而此时上方的压电陶瓷电极两端的电压分别为0伏和0伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也随通电的压电陶瓷向同一个方向向下偏转。所以调整压电电扇的控制极0和V+的变换速度，可以控制压电陶瓷叶片偏转速度；控制供电电压，可以控制叶片偏转的幅度。要达到最佳的风扇效果，选择压电陶瓷尺寸大小和金属放大器尺寸相结合，在压电陶瓷最佳共振频率点，风扇的效果也为最佳。

Claims (3)

1.一种内装温度传感器的压电陶瓷风扇，其特征在于：包括压电陶瓷片(1)、复合材料层(2)、金属片(3)、温度传感器(4)、安装座(5)和引出线(6)；在所述的复合材料层(2)的上下对应两面上均设压电陶瓷片(1)，形成夹层式结构，夹层式结构的一端连接金属片(3)，另一端连接安装座(5)；温度传感器(4)固定在安装座(5)内，设在压电陶瓷片(1)上、复合材料层(2)上以及温度传感器(4)上的引出线(6)从安装座(5)内引出；引出线(6)与驱动电源相连。

2.根据权利要求1所述的内装温度传感器的压电陶瓷风扇，其特征在于：位于复合材料层(2)的上面上的压电陶瓷片(1)的极化方向为“+、－”；位于复合材料层(2)的下面上的压电陶瓷片(1)的极化方向为“+、－”。

3.根据权利要求1所述的内装温度传感器的压电陶瓷风扇，其特征在于：所述2片压电陶瓷片(1)中的一片与驱动电源的负极相连，另一片与驱动电源的正极相连；所述的复合材料层(2)与驱动电源的控制极相连。