日本HORIBA流量计的工作原理是什么?
日本HORIBA流量计是利用某单晶材料的压电效应和某多晶材料的电伸缩效应,将电能和声能相互转换的装置。由于电声效率高、功率容量大、能够按用途设计结构和形状,因此在电力超声波领域被广泛使用。
日本HORIBA流量计的压电效应
在具有或1材料结构的非对称特性上,当施加这些材料的应力作用发生应变时,破坏内部晶格结构的变化(变形)的以往的宏观表现与电中性状态产生的电场*化(电*化)、由所产生的电场的电(*化强度)和应变的大小成正比。这被称为正压电效应,1880年由居里兄弟发现。此外,在一八八一年发现该单晶材料具有逆压电效应。即,具有正压电效应的材料在受到施加电场时,与外电场的大小成比例地产生应力和应变。
压电效应是与晶体结构的不对称性有关的一种特性,压电效应的大小和性质与施加在晶体上的应力和电场相对于晶体轴的相对方向有关。
具有压电效应的单晶材料有很多种类,可以使用天然石英(SiO2)晶体、硫酸锂(Li2SO4)、铌酸锂(LiNbO3)等人工单晶材料。
介电伸缩效应
多晶材料中存在自发形成的分子群,即所谓的“电畴”,具有一定的*化,*化方向的长度有时与其他方向的长度不同。当施加电场作用时,电畴旋转,施加电场方向与*化方向一致,沿着施加电场方向的材料的长度变化,表现为弹性应变。这种现象被称为介电伸缩效应。
介电伸缩效应也有相反的效果。当具有介电伸缩效应的多晶材料受到施加应力而产生应变时,整体的*化强度发生变化,成为电*化(产生电场)。
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