壓電效應(yīng)

　　某些單晶材料的結(jié)構(gòu)具有非對(duì)稱特性，當(dāng)這些材料受到外加應(yīng)力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)的變化（形變）會(huì)破壞原來(lái)宏觀表現(xiàn)為電中性的狀態(tài)，產(chǎn)生極化電場(chǎng)（電極化），所產(chǎn)生的電場(chǎng)（電極化強(qiáng)度）與應(yīng)變的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)，它是由居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。隨后，在1881年又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這類單晶材料還具有逆壓電效應(yīng)，即具有正壓電效應(yīng)的材料在受到外加電場(chǎng)作用時(shí)，會(huì)有應(yīng)力和應(yīng)變產(chǎn)生，其應(yīng)變與外電場(chǎng)的大小成正比。

　　壓電效應(yīng)是晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)特性，它與晶體結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱性有關(guān)，而壓電效應(yīng)的大小及性質(zhì)則與施加的應(yīng)力或電場(chǎng)對(duì)晶體結(jié)晶軸的相對(duì)方向有關(guān)。

　　具有壓電效應(yīng)的單晶材料種類很多，最常用的如天然石英（SiO2）晶體，以及人工單晶材料如硫酸鋰（Li2SO4）、鈮酸鋰（LiNbO3）等等。

　　電致伸縮效應(yīng)

　　某些多晶材料中存在有自發(fā)形成的分子集團(tuán)，即所謂“電疇”，它具有一定的極化，并且沿極化方向的長(zhǎng)度往往與其他方向的長(zhǎng)度不同。當(dāng)有外加電場(chǎng)作用時(shí)，電疇會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使其極化方向與外加電場(chǎng)方向趨于一致，從而使該材料沿外加電場(chǎng)方向的長(zhǎng)度將發(fā)生變化，表現(xiàn)為彈性應(yīng)變。這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)。

　　電致伸縮效應(yīng)也有逆效應(yīng)，即具有電致伸縮效應(yīng)的多晶材料在經(jīng)受外加應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其總的極化強(qiáng)度將會(huì)發(fā)生變化，即表現(xiàn)為電極化（產(chǎn)生電場(chǎng)）。

　　因此，電致伸縮效應(yīng)可以說(shuō)與電極化現(xiàn)象有關(guān)（自極化）。

傳感器技術(shù)作為礦山壓力監(jiān)控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面，我們應(yīng)該正確應(yīng)用已有的各種傳感器來(lái)為采礦行業(yè)服務(wù)；另一方面，作為傳感器廠家還要研制和開(kāi)發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應(yīng)更多的采礦行業(yè)應(yīng)用。壓力傳感器有多種，而基于礦山壓力監(jiān)測(cè)的特殊環(huán)境，礦用壓力傳感器主要有：振弦式壓力傳感器、半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，具體使用哪種傳感器還有根據(jù)具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。

壓力傳感器被應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是工業(yè)上應(yīng)用非常多的壓力傳感器，但是工業(yè)上一般要求壓力傳感器能夠防腐蝕，壓力傳感器接頭和腔體采用進(jìn)口不銹鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不銹鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監(jiān)測(cè)任何與316L相兼容的介質(zhì)。下面我們還來(lái)介紹一下壓力傳感器的防腐技巧。

　　首先，了解被測(cè)介質(zhì)是否與316L相兼容：316，317L合金在100小時(shí)5%鹽霧測(cè)試中，都沒(méi)有出現(xiàn)腐蝕。其次，在選購(gòu)傳感器產(chǎn)品時(shí)，向供應(yīng)商咨詢介質(zhì)對(duì)壓力傳感器是否有影響；通過(guò)對(duì)彈體耐腐蝕材料的選擇，以便達(dá)到用戶使用的需求。最后，我們可以采用隔離辦法：壓力變送器前有鉬2鈦和鉭片，膜片與彈道管之間用甲基硅油傳送壓力，量程可做到0～100kPa，如果膜片材料還不耐腐，則可加一層F46膜片，但儀表靈敏底有所降低。也可直接用F46作隔離膜片，傳遞液可選用氟油，則可起雙重隔離作用。

　　壓力傳感器在使用過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)其不能與介質(zhì)兼容就必須馬上更換傳感器，對(duì)應(yīng)一些特殊的介質(zhì)我們可以采用特殊的材質(zhì)或者特殊的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，壓力傳感器未來(lái)肯定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，所以作為廠家我們要積極開(kāi)發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應(yīng)需要。