1、 压电效应的应用

2、 先导压电阀P9

HOERBIGER-ORIGA先导压电阀片P9（图1）通过压电薄片工作，其结构为极薄弹性金属片两面粘结压电晶体，在压电片的两个工作面上真空镀膜形成两个电极。

图1 P9工作原理示意图

不通电时压缩空气输入孔1封闭，输出孔2和大气孔3相通，输出气压为0；通电时上层晶体收缩，下层晶体伸长，产生杠杆效应，使机械变形可扩大到几十微米，大气孔3封闭，压缩空气由孔1流向孔2，产生输出气压信号，压电片弯曲的程度随输入电压的大小变化而变化，所以先导压电阀P9可作为开关或比例阀使用。电压压力输出曲线见图2，先导压电阀响应时间小于2mS。

图2 P9压力-电压曲线图

3、 压电开关阀P20

HOERBIGER-ORIGA压电开关阀P20（图3）由先导压电阀片P9、开关功率放大器、微型减压阀和30μm的过滤器组成2位3通阀。

工作电压：24VDC
工作电流：<10μA
维持电流：0μA
响应时间：<20mS (达到
10%或90%的压力)
电    容：<100nF
工作气压：1.2-8.0Bar
流    量：130 L/Min       
(From 6 to 5 Bar)
工作温度：-30～+60度

图3 P20工作原理示意图

4、压电智能阀门定位器气路结构

压电智能阀门定位器气路上采用两个P20压电阀（PV1、PV2）和两个单向阀（RV1、RV2）组成非常简单的控制气路，如图4。
智能阀门定位器共有3种气路逻辑状态。

PV1	PV2	RV1	RV2	调节阀
ON	ON	打开	关闭	进气
OFF	ON	关闭	关闭	保持
OFF	OFF	关闭	打开	排气

当执行机构有少量泄漏或阀门管道压力突然变化引起阀位波动时，智能定位器马上由保持状态切换到脉冲工作状态，由于P20的响应时间可以到20mS，进气或排气压电阀可以将进气或排气量控制到最小（近似为0），保证阀位的扰动控制在1%误差范围内。

图4 气路结构示意图

  5、压电智能阀门定位器控制模式

压电智能阀门定位器采用脉宽调制工作方式PWM(Pulse Width Modulation)驱动压电阀。当控制偏差很大时，定位器输出连续信号；当偏差不大时，输出脉冲信号；当偏差很小时，输出更小的脉冲信号；当偏差达到阀门控制精度范围，没有控制指令输出，保持定位。

6、压电智能阀门定位器特点

由于核心气动元件是压电材料结构，其可活动部件少、体积小、极低功耗、输出气流量可以从0到130L/Min连续变化，压电智能阀门定位器有许多优点。

控制精度高、速度快：进气或排气的最小流量几乎可以为0，很容易将控制阀调节到1%或更高的精度，在 25行程3Bar压力的调节阀，开关速度可控制2S以内。
耗气量低、抗震动：阀门定位时，气路处在保持状态，消耗压缩空气量几乎忽略不计。智能阀门定位器使用的是两个常闭压电阀，停电时压缩空气没有排空，降低了使用成本。无活动喷嘴挡板机构，定位器可以消除外界震动对阀门的影响。
低功耗：压电阀片的驱动电流为10μA，无需保持电流，对于从4-20mA信号或现场总线中取电的仪表来说是非常重要的，可以方便地使用LCD指示、任意分程、自定义流量曲线、阀位输出、限位开关、现场总线等功能。
维护简单：模块化结构，自动整定后，阀门的特性参数都保存到定位器中，用户可根据初始的记录来了解阀门的使用情况，为阀门的维护提供可靠依据。