شبیه سازی و بررسی حساسیت قطعه پیزو الکتریک برداشت کننده انرژی الکتریکی از انرژی صوتی موجود در محیط

در مقاله حاضر عملکرد قطعه پیزوالکتریک تبدیل کننده انرژی صوتی به انرژی الکتریکی شبیه سازی شده و مورد بحث قرار گرفته است. در قطعه مورد مطالعه، انرژی صوتی ورودی به سیستم ابتدا باعث ایجاد تشدید در دیافراگم میانی شده، سپس این نوسانات بهماده پیزوالکتریک منتقل شده و انرژی الکتریکی تولید شده از کنتاکتهای خروجی دریافت می شوند. ازجمله پارامترهای موثر در میزانتوان خروجی و بازده سیستم، می توان به شعاع، ضخامت و نوع ماده مورد استفاده در دیافراگم و خود ماده پیزوالکتریک اشاره کرد.همچنین دما از مهمترین پارامترهای محیطی موثر بر عملکرد قطعه می باشد. قطعه مورد مطالعه در این مقاله با دو نوع مادهپیزوالکتریک PZT-5A و PZT-5H ، در بازه دمایی 372 تا 272 درجه کلوین شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که توان تولید شده در دمای ثابت برای هردو ماده با افزایش فشار موج صوتی ورودی افزایش می یابد. نتایج بررسی توان تولید شده در دماهای متفاوت نشان می دهد که در هر دو قطعه با افزایش دما توان خروجی کاهش مییابد. این کاهش را می توان به تغییر ثابت دی الکتریکو ثابت کرنش پیزو الکتریک ربط داد که منجر به تغییردر ضریب کوپلینگ پیزو الکتریک می شود. پارامتر مهم دیگر در طراحی وکاربرداین قطعه، فرکانس تشدید آن است. در این مقاله تاثیر تغییر شعاع، ضخامت و نوع ماده بر فرکانس رزونانس قطعه بررسی شده و نتایج مورد تحلیل و تفسیر قرار گرفته است. دیده می شود که با افزایش ضخامت، فرکانس تشدید افزایش و با افزایش شعاع خارجی، فرکانس تشدید کاهش می یابد

کلیدواژه ها:

پیزوالکتریک ، برداشت کننده انرژی ، اثر دما ، فرکانس تشدید