Das gab's noch nie: Multilayer-Aktoren im resonanten Betrieb

Batteriebetrieb für die Erzeugung von Ultraschallschwingungen

Entweder, Sie sagen jetzt „Heidewitzka“ oder „na, und?“ – beiden Gruppen möchte ich das Besondere dieser Kombination kurz näher bringen.

Piezokeramische Multilayer-Aktoren (PICMA®) sind aus vielen, wenigen Mikrometer dicken Lagen aufgebaut, die aus piezokeramischem Material bestehen. Dazu ein bisschen Grundlagenwissen: Die Auslenkung des Piezoaktors ist im Prinzip proportional zum angelegten elektrischen Feld, aufgrund dessen eine Ausrichtung der inneren Struktur des Piezomaterials erfolgt. Das elektrische Feld wiederum berechnet sich aus dem Quotienten der angelegten Spannung durch die Schichtdicke des Aktors – oder einfach gesagt, je dünner die Schicht, desto weniger Spannung wird benötigt, um die Auslenkung des Aktors zu erzielen. 

Wie die Kombination gelingt

Multilayer-Aktoren sind nicht einfach herzustellen, da wenige Mikrometer dünne, keramische Folien gegossen und verarbeitet werden müssen. Das Verfahren ist recht spannend, mehr dazu erfahren Sie hier.

Dazu werden in der Regel „ferroelektrisch weiche“ keramische Werkstoffe verwendet, die wiederum einen relativ niedrigen mechanischen Gütefaktor besitzen, was bedeutet, dass sie nicht resonant betrieben werden können und daher dynamisch eingeschränkt sind.

Das „Heidewitzka“ ist daher: Hochdynamischer Betrieb bei niedrigen Betriebsspannungen!

Bei der Dynamik sprechen wir von mehreren 100 kHz z.B. für die Erzeugung von Ultraschallschwingungen. Niedrige Betriebsspannungen liegen für diese Schwingungserzeugung bei wenigen Volt – ein Batteriebetrieb ohne die Transformation der Spannung ist möglich. 

Wer profitiert davon?

Batteriebetrieb für die Erzeugung von Ultraschallschwingungen ist nützlich für mobile Messgeräte oder medizinische Geräte. So  z.B. für die Erzeugung von Aerosolen in Verneblern für die Asthmatherapie oder für sog. Ultraschall-Skalpelle in der Augenchirurgie.

Wenn Sie eifrig den angebotenen Links gefolgt sind und mehr über Piezotechnologie, Herstellungsverfahren oder Anwendungen wissen wollen, fragen Sie uns! Oder noch besser: Besuchen Sie unsere kostenfreie PI Ceramic Akademie am 21. März 2018 an unserem Sitz in Lederhose/Thüringen!

Das Programm und die Möglichkeit zur Anmeldung finden Sie hier! Wir freuen uns auf Ihren Besuch und Ihre Anwendung!


Über den Autor

Steffen Arnold

Leiter Marketing & Kommunikation, Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG

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