Разработка методики автоматизированного выбора пьезоэлементов

F M Al-Rufaee; B A Yakimovich; V V Kuvshinov

doi:10.22213/2410-9304-2023-2-93-101

Authors

F. M. Al-Rufaee Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University
B. A. Yakimovich Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University
V. V. Kuvshinov Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-2-93-101

Keywords:

automation, availability status, capacitance, piezoelectric element, algorithm, piezoactuator

Abstract

Iezoelectric elements are one of the most popular electronic components in use and are used in many electronic devices. These devices are very effectively used in medicine, education, construction, the oil and gas industry, military equipment, metrology, and many other fields. They are part of devices that provide diagnostics of various human organs, measure the flow of pumped liquids and gases, and utilize the mechanical energy of a person and vehicles for the purpose of its subsequent conversion into electrical energy. Currently, manufacturers of piezoelectric elements present a large number of various models on the Russian market that can satisfy any customer request. The orientation of developers of electronic devices that use piezoelectric elements, is quite difficult. In addition, great difficulties arise in the selection of piezoelectric elements at the present time, when many models have become unavailable for purchase within the country. To evaluate several models of piezoelectric elements in the shortest possible time, taking into account the analysis of a large amount of data, is very difficult and time-consuming, as well as involving a large team of specialized experts for analysis. To optimize the choice of the most appropriate model and save time and human resources, an automated control system for the selection of piezoelectric elements has been implemented. The proposed system takes into account a set of the most significant properties of piezoelectric elements as well as the possibility of their purchase (availability) in the domestic market, which significantly reduces the time spent by companies in selecting the necessary devices. The system is one of the elements of the developed methodology for selecting piezoelectric elements.

Author Biographies

F. M. Al-Rufaee, Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University

Post-graduate

B. A. Yakimovich, Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University

DSc in Engineering, Professor

V. V. Kuvshinov, Institute of Nuclear Energy and Industry of Sevastopol State University

PhD in Engineering, Professor

References

Нагаенко А. В. Пьезоэлектрики. Основные параметры и технология получения: учеб. Пособие. Ростов-на-Дону: Фонд науки и образования, 2021. 104 с.

Усиление пьезоэлектрических и диэлектрических свойств и макроскопическая релаксация зарядового и полевого отклика в 0-3 композитах / Г. С. Радченко, А. В. Скрылев, А. Ю. Малыхин, А. А. Панич // Журнал технической физики. 2018. № 88 (2).

Нагаенко А. В., Нестеров А. А., Панич Е. А. Управление электрофизическими параметрами пьезоматериалов путем создания многокомпонентных керамических композитов // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2018. Т. 18, № 2. С. 396-399.

Tabesh A., Frechette L. G. A low-power stand-alone adaptive circuit for harvesting energy from a piezoelectric micropower generator. IEEE Transactionson Power Electronics, 2010, vol. 57, pp. 840-849.

Zhang Y. L., et al. Electrostatic energy harvesting device with dual resonant structure for wideband random vibration sources at low frequency. Review of Scientific Instruments, 2016, vol. 87, pp. 1-8.

Zhang H.L., Li J.-F., Zhang B.-P. Microstructure and electrical properties of porous PZT ceramics derived from different pore-forming agents // ActaMaterialia, 2007. № 55. Pp. 171-181.

Управление свойствами пьезокерамического материала системы ЦТС, используемого в гидроакустических излучателях / А. В. Нагаенко, С. Н. Свирская, А. Е. Панич, А. Ю. Малыхин, А. В. Скрылёв // Инженерный вестник Дона. 2016. № 2. C. 9.

Пористые пьезокомпозиционные материалы на основе пьезокерамики ПКП-12 / Е. В. Карюков, А. А. Панич, В. К. Доля [и др.] // Инженерный вестник Дона. 2017. № 4 (47). С. 7.

Raspopov V.Ya., Alaluev R.V., Ladonkin A.V., Likhosherst V.V., Shepilov, S.I. Tuning and Calibration of a Hemispherical Resonator Gyroscope with a Metal Resonator to Operate in Angular Rate Sensor Mode, GiroskopiyaiNavigatsiya, 2020, vol. 28, no. 1 (108), pp. 31-41.

Исследование возможности создания новых полифазных пьезоматериалов для гидроакустических преобразователей / М. А. Мараховский, В. А. Мараховский, Э. А. Мирющенко, Е. А. Панич // Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики: труды XVI Международной конференции, 23-25 мая 2018 г. 2018. С. 616-619.

Зацерклянный О. В., Панич А. Е. Пьезоэлектрические материалы для датчиков вибрации и актюаторов в устройствах измерения плотности жидкостей и газов // Датчики и системы. 2020. № 4. С. 48-54.

Оценка эффективности термической абляции высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком на модели мышечной ткани крысы / Ю. Г. Змитриченко, Г. В. Точильников, В. Г. Беспалов, Е. А. Бусько, К. В. Козубова, К. Ю. Сенчик, Е. Д. Ермакова, Н. Т. Жилинская, А. Е. Беркович // Белые ночи - 2020: сборник тезисов VI Петербургского международного онкологического форума. 2020. С. 282.

Инновационные технологии для биомедицинского применения / А. Е. Панич, А. А. Панич, С. Н. Свирская, А. Ю. Малыхин, А. В. Скрылёв, Е. С. Алексюнин, Е. А. Панич // Генетика - фундаментальная основа инноваций в медицине и селекции: материалы VIII научно-практической конференции с международным участием. Ростов-на-Дону; Таганрог, 2019. С. 175-179.

Малыхин А. Ю., Нестеров А. А., Панич А. Е. Особенности механических характеристик сегнетожесткого материала ПКП-35 при использовании в условиях силового ультразвука // Технологии и материалы для экстремальных условий: материалы XIV Всероссийской научной конференции. М., 2019.

Сабиров Ф. С. Датчики пространственных вибраций и диагностика процесса обработки на станках // Датчики и системы. 2017. № 3. С. 55-61.

Crance J.L., Berchok C.L., and Keating J.L. (2017). Gunshot call production by the North Pacific right whale Eubalaena japonica in the south-eastern Bering Sea, Endangered Species Research, 34, 251-267.

Базалевская С. С. Влияние термомеханических воздействия на структуру и фазовый состав пьезоэлектрических кристаллов семейства лангасита: дис. … канд. техн. наук. М., 2020. 169 с.

Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения: сборник трудов III молодежной всероссийской научной конференции с международным участием (20-23 сентября 2021 г.). Ростов-на-Дону: Фонд науки и образования, 2021. 296 с.

Моделирование и анализ работы системы накопления пьезоэлектрической энергии при помощи программной среды Matlab/Simulink / Ф. М. М. Аль-Руфаи, Б. А. Якимович, В. В. Кувшинов [и др.] // Интеллектуальные системы в производстве. 2022. Т. 20, № 3. С. 24-33. DOI 10.22213/2410-9304-2022-3-24-33.

Rafique S. Piezoelectric Vibration Energy Harvesting: Modeling & Experiments, Springer International Publishing, Berlin, 2018, 172 p.