Piezoelektrische Transducer für Sensoren
Hochsensible Wandler für effiziente Mess- und Überwachungssysteme
Piezoelektrische Sensoren ermöglichen die Detektion von Materialschwachstellen, die Positionslokalisierung von Objekten sowie die Unterscheidung von Medien und deren Bewegungen. Vom medizinischen bis hin zum industriellen Bereich bilden Piezokomponenten unterschiedlicher Geometrien das Kernstück dieser Systeme. Die energieeffizienten Keramiken liefern hochpräzise, schnelle Ergebnisse und ermöglichen eine kompakte Bauweise.
PI Ceramic kombiniert jahrzehntelange Erfahrung in der Herstellung von Piezokeramiken mit umfassender Expertise in der Entwicklung kundenspezifischer piezoelektrischer Wandler. Auf dieser Basis entstehen anwendungsorientierte Transducer, die sich nahtlos in Sensorgeräte integrieren lassen. Für individuelle Entwicklungen stehen FEM-Programme zur Verfügung, mit deren Hilfe Prototypen schnell und präzise validiert werden können.
Spezifikationen
Mit über 30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Piezokeramiken bietet PI Ceramic einen umfassenden Service — von der Auswahl geeigneter Werkstoffe bis zur Entwicklung maßgeschneiderter, anwendungsspezifischer Bauteile. Die Machbarkeit wird stets auf Basis der übermittelten Anforderungen oder Abmessungen geprüft.
| Piezokeramiken | Für die Fertigung von Transducern stehen verschiedene >> piezokeramische Komponenten zur Verfügung. |
| Elektronik | Die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen ist nach Machbarkeitsprüfung möglich. |
| Material | Wir bieten unterschiedliche ferroelektrisch harte und weiche PTZ-Materialien sowie bleifreie Alternativen an. Zur Materialübersicht gelangen Sie >> hier, zu den Datenblättern >> hier. Vergleichende Daten zwischen PZT und bleifreier Keramik finden Sie >> hier. |
| Möglichkeiten | Wir entwickeln Transducer-Systeme für sensorische Geräte. Hierzu gehören neben der Auswahl der Piezokeramik zum Beispiel folgende Elemente:
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| Anwendungen | Piezokeramische Transducer eignen sich für eine Vielzahl von industriellen und medizinischen Sensoren. Beispiele für mögliche Anwendungen finden Sie >> hier. |
Vergleichende Materialdaten
Bei der Auswahl geeigneter Piezomaterialien bieten wir neben dem bewährten PZT (Blei-Zirkonat-Titanat) auch Alternativen wie KNN (Kalium-Natrium-Niobat) und BNT (Bismut-Natrium-Titanat) an. Erste erfolgreiche Tests in unterschiedlichen Sensorbauteilen wurden bereits durchgeführt. Die Leistungsbewertung bleifreier Piezokomponenten erfolgt stets anwendungsspezifisch im jeweiligen Bauteil, da eine direkte 1:1-Substitution bleihaltiger Materialien nicht möglich ist. Daher erfordert der Einsatz bleifreier Keramiken stets eine individuelle Anpassung an die gewünschten Anforderungen.
Die Umsetzung vielfältiger Kundenprojekte im Bereich bleifreier Keramiken und die Eigenentwicklung innovativer Bauteile zählen zu den Kernkompetenzen von PI Ceramic. So konnten wir den erfolgreichen Einsatz von BNT in einem Luftblasendetektor-Demonstrator für medizinische Anwendungen zeigen:
Die Verwendung bleifreier Komponenten hat nur einen geringen Einfluss auf die Luft-Wasser-Sensitivität (Signal bleifrei vs. Signal PZT-basiert: -3 dB). Eine Anpassung muss hauptsächlich in Bezug auf Impedanz- und Frequenzunterschiede erfolgen. Die Resonanzfrequenz kann über die Scheibendicke gezielt anpassen werden. Ein Vorteil der bleifreien Piezokeramiken zeigt sich bei diesem Demonstrator in der nahezu vollständigen Entkopplung von radialer und Dickenschwingung. Dies trägt zu einer höheren Signalqualität, verbesserter Messgenauigkeit und einer Reduktion unerwünschter Resonanzen bei.
- Durchflussmessung von Gasen und Flüssigkeiten
- Luftblasendetektion
- Geräteüberwachung
- Diagnostische Bildgebung
- Ultraschallbasierte Nadelspitzenerkennung
- Patientenüberwachung
- Durchflussmessung
- Zerstörungsfreie Prüfung
- Füllstandmessung
- Beschleunigungssensoren
- Drucksensoren
- Unterwasserkommunikation
- Akustische Emissions-Sensoren