«LIFT-PAGES о нашей продукции - Лифтовые посты с пьезокнопками»

Инновационные технологии пьезоэлементов

Пьезоэлектрический эффект был открыт в 1880 году братьями Кюри. Пьер и Жак Кюри впервые открыли прямой пьезоэлектрический эффект у кристалла турмалина. Они заметили, что при механическом давлении на кристалл в определенном направлении. на его противоположной стороне возникает электрический заряд. Позднее они отметили это свойство у кварца и других кристаллов.

В мире массовое производство оборудования с использованием пьезоэлементов началось только в конце 20 века.

Пьезокерамика в настоящее время активно используется в медицине. энергетике, авиации, железнодорожном транспорте, нефтяной промышленности.

Современные тенденции диктуют все большие требования по энергоэффективности, компактности. адаптивности к системам управления. Это заставляет производителей в поиске технологических решений обращаться к пьезоматериалам. Благодаря этому пьезокерамические элементы совершенствуются, и появляются новые типы пьезоматериалов. Пьезоэлектрические материалы обладают свойством при деформации вырабатывать электрический заряд.

Наиболее удачным применением пьезоэлектрических элементов оказалось их использование как электромеханических преобразователей.

В лифтовом производстве пьезоэлементы применяются при создании кнопок для постов управления. В основе принципа работы кнопки - прямой пьезоэффект: при давлении на электродах возникает напряжение для управления бесконтактными транзисторными ключами. Конструкция пьезокнопок не имеет механических частей, что способствует высокому уровню надежности и долгосрочной эксплуатации.

Энергоэффективность таких кнопок обеспечена отсутствием необходимости электропитания. Кнопки из пьезоэлементов обладают актуальными качествами вандалозащищенности и взрывобезопасности. Компактное исполнение и современный дизайн позволяют использовать кнопки для любых задач.

Пьезокнопка имеет повышенную надежность и может работать в широком диапазоне температур. токов и напряжений. Благодаря простой конструкции и незначительных затратах можно получить компактное современное и долговечное устройство. Герметичная конструкция кнопок делает их идеальным решением для работы в агрессивных условиях: в воде, песке и т.д.

Искробезопасная бесконтактная коммутация не имеет аналогов по количеству коммутационных циклов.

Виды пьезокнопок

Импульсные. Нормально-закрытые или нормально-открытые (замыкание/размыкание контакта - 120-1500 миллисекунд.)

Продолжительного действия. Замыкание/размыкание контакта до 30 и более секунд.

Все эти кнопки выпускаются с вышеуказанными электрическими параметрами, а также с индикацией, со светодиодом или светодиодным кольцом.

Корпуса пьезокнопок выполняются из нержавеющей стали. анодированного алюминия красного, зеленого, голубого, черного, желтого и натурального цвета, а также из пластмасс и других материалов. Надписи выполняются фотохимическим способом, лазерной или механической гравировкой. Установочные размеры: диаметр от 16 мм с резьбой М16 до 40 мм. длина от 8 до 20 мм. в исполнении для наружной и внутренней установки на панель.

Выводы выполняются стандартным кабелем, проводом или разъемом. Кнопки могут выполнятся с тактильным эффектом обратной связи. То есть «щелкать» при нажатии.

Интегрированные пьезокнопки
требуют дополнительного питания. но вместе с тем значительно расширены их функциональные возможности. Путем добавления дополнительной электроники можно получить многоканальную пьезокнопку со встроенными таймерами на включение / отключение и сложные циклически повторяемые программы, а также возможность создания программируемых и перепрограммируемых пьезокнопок. Стало возможным создание кнопок повышенной секретности, с защитой от случайных срабатываний. специальных слайд- кнопок. которые срабатывают при нажатии и движении пальца в определенном направлении и/или с определенной скоростью и так далее.

Функциональное подразделение интегрированных пьезокнопок

Продолжительного действия
Замыкание или размыкание контакта на время до 30 и более секунд.

Включено/выключено
При нажатии - включение и при повторном нажатии - отключение.

С таймером времени
Включение или отключение на заданный промежуток времени.

С таймером времени/стоп
Включение или отключение на заданный промежуток с возможностью прервать выдержку.

Однократно программируемые
Возможность реализации программы на однократное или циклическое включение / отключение нагрузки с выдержками на включение и отключение. Программа записывается с помощью программатора.

Многократно программируемые
Возможность записи новой версии или другой программы.

Мультипрограммные
В память микроконтроллера одновременно с помощью программатора записывается пять и более сложных программ, и пользователь может выбрать и активизировать нужную с помощью несложных манипуляций.

Перепрограммируемые
Данные кнопки позволяют пользователю записать и перезаписать программу в память микроконтроллера кнопки без программатора с помощью несложных манипуляций, что очень важно для полевых условий эксплуатации.

Специальные
В память микроконтроллера записываются специальные программы, позволяющие преобразовать функцию времени нажатия в последовательный стандартный сигнал больше или меньше. Включение нагрузки произойдет после определенной комбинации нажатий и пауз.

К специальным относятся так называемые слайд кнопки - группа кнопок с общей мембраной позволяет создавать кнопки. которые включают нагрузку только при нажатии и перемещении пальца в строго определенном направлении и. если нужно, скорости (экстренное открытие дверей в самолете, электропоезде и других объектах. где нужно исключить ошибочное срабатывание).

Производство пьезоэлементов

Процесс изготовления пьезокерамики разделяется на несколько этапов. При осуществлении синтеза заданного сегнетоэлектрического соединения исходное сырье (окислы или соли, например, двуокись титана и окись бария) измельчается и смешивается в количествах. соответствующих стехиометрическому составу соединения, а затем подвергается термической обработке при температурах 900 - 1300 °С. в процессе которой происходит химический синтез. Используется также так называемый метод осаждения из водных растворов, при котором температура синтеза благодаря идеальному перемешиванию компонентов снижается до 750 - 1000 °С. Из порошкообразного синтезированного материала прессованием (а также литьем под давлением) получаются заготовки необходимой конфигурации и размеров для будущих пьезоэлементов, которые затем подвергаются обжигу по строго определенному температурному режиму, в большой степени определяющему свойства пьезокерамики. Механическая обработка детали после обжига обеспечивает ей точно заданную форму и размеры. На деталь наносятся электроды из серебра, никеля, платины и др.. причем наибольшее распространение получил метод вжигания серебра. Для поляризации керамики к электродам подводится электрическое напряжение. С целью уменьшения напряженности поля при поляризации образец нагревают до температур, близких к точке Кюри, а затем медленно охлаждают в присутствии поля. Пьезокерамике свойственно т. н. старение, т. е. изменение её параметров (диэлектрической проницаемости пьезомодулей) со временем, особенно заметное в первые несколько суток после изготовления и поляризации образцов, которое обусловлено изменением как механических напряжений на границах между зёрнами, так и величины остаточной поляризации.

Область применения:

• добыча и транспортировка нефти; добыча и транспортировка газа;
• нефтеперерабатывающие заводы НПЗ;
• химические заводы;
• черная и цветная металлургия;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• пищевая промышленность;
• среднее машиностроение (АЭС. обогатительные фабрики и др.);
• оборонная промышленность;
• энергетика (ТЭЦ. ГЭС. ГРЭС, котельное хозяйство);
• водоснабжение;
• канализация;
• утилизация отходов; морской и речной транспорт;
• горнодобывающая промышленность.

Основные технические характеристики:

• напряжение до 1000 и более вольт;
• ток постоянный/переменный до 10 и более ампер;
• сопротивление электрического контакта «вкл» 0,01 Ом;
• сопротивление электрического контакта «выкл» более 5 Мом;
• емкость 25 пикофарад;
• количество коммутационных циклов более 50 миллионов;
• диапазон рабочих температур от -40°С до +125°С;
• усилие нажатия 3-5 Ньютон;
• материал корпуса: нержавеющая сталь, алюминий, латунь, пластмассы и другие материалы.

Технические характеристики специальных пьезокнопок

• Напряжение питания кнопок универсальное от 9 до 24 вольт переменного или постоянного тока.
• Кнопка потребляет 1-2 миллиампера в режиме ожидания и до 10 миллиампер в режиме отработки программы.
• Выпускаются кнопки, не потребляющие энергию в режиме ожидания, что очень важно при батарейном питании.
• Защищены от воздействия статического электричества.
• Гальваническая развязка выходов с источником питания.
• При необходимости выполняются с защитой от перегрузки и короткого замыкания.
• Хранение программы при отсутствии напряжения гарантируется в течение 10 лет.
• Коммутационные параметры перечислены выше в основных технических характеристиках.
• Установочные размеры: диаметр от 16 мм с резьбой М16 до 40 мм. длина от 30 до 35 мм. в исполнении для наружной и внутренней установки на панель.

Лифтовые посты с пьезокнопками

Компания «Электроавтоматика» изготавливает лифтовые посты с 2007 года, и эта продукция успешно эксплуатируется по всей России. Множество вариаций. исполнений данного типа продукции на конкурентном рынке не дает расслабиться - появляется все больше инноваций, лифтостроительные заводы выпускают новые модели лифтов. Эти немаловажные факторы имеют большое значение в необходимости постоянно развиваться и совершенствовать продукцию производства.

Одна из главных разработок компании - лифтовые посты с пьезокнопками, которые способны работать в агрессивных условиях среды, таких как пыль, влага, песок, грязь, перепады температур и пр. Для подъемного оборудования на промышленном производстве, авиации и космонавтики такое оборудование незаменимо.

Пьезокнопки - инновационный продукт, широко используемый в Европе, пока мало известен на рынке России, но в последние годы наблюдается резкое увеличение спроса на пьезоэлектрические кнопки.

Конструкция кнопок абсолютно герметична и имеет степень защиты IP68 - это полная водонепроницаемость. способность работать в погруженном в воду режиме. В обычном пассажирском лифте типичного жилого дома такие особые параметры не обязательны.

Для жилищного комплекса особенно актуальны такие преимущества. как высокая степень надежности, длительный срок эксплуатации и вандалозащищенность.

Ресурс пьезокнопки - около 50 миллионов нажатий, что позволяет назвать их «вечными». Этот факт подтвержден специальными испытаниями, проведенными на этапе разработки. Оборудование может неоднократно ломаться, а кнопки будут продолжать работать.

Пьезокнопки искробезопасные и пожаро-взрывозащищенные, что подразумевает использование кнопок в агрессивной окружающей среде в самых различных отраслях промышленности. Клавиатурное исполнение позволяет встраивать пьезокнопки непосредственно в панель оборудования. при этом лицевая часть панели служит рабочей поверхностью кнопки.

Вандалозащищенность обеспечивается за счет изготовления лицевой панели и корпусов кнопок из нержавеющего материала.

Современные кнопки имеют сложную конструкцию с резиновыми колпачками или уплотнителями. которые в процессе эксплуатации могут легко повредиться. Конструкция пьезокнопки предусмотрена таким образом, что в ней отсутствуют подвижные элементы. При нажатии не происходит механического перемещения, кнопка реагирует на давление верхней части корпуса - на деформацию поверхности. Пьезоэлемент, расположенный под внешней поверхностью. вырабатывает требуемое напряжение для срабатывания кнопки. Несмотря на то. что кнопка работает на электронных комплектующих, она не нуждается в электрическом питании, так как с помощью пьезоэлемента вырабатывает электроэнергию для замыкания выходных контактов.

Корпусные элементы пьезокнопок изготавливаются на современных металлообрабатывающих станках с числовым программным управлением. Тем самым обеспечивается высочайшая точность и повторяемость, что является гарантией высокого качества изделия.

Компанией «Электроавтоматика» разработана уникальная конструкция основной части пьезокнопки. на которую оформлен патент №121647. Особенностью конструкции такой кнопки является наличие автономной оболочки. в которой размещен пьезоэлемент. чем обеспечивается промежуточный технологический контроль на первоначальном этапе сборки пьезокнопки. Также пьезоэлемент с указанной автономной оболочкой является готовым изделием/полуфа- брикатом. которое легко можно встраивать в панель изделия.

С целью обеспечения высокого качества продукции компания постоянно совершенствует технологические процессы производства и подбирает самые современные электронные комплектующие и материалы. В настоящее время специалисты компании ведут разработки востребованных рынком новых изделий, в составе которых используются пьезокнопки. Изделия имеют технические характеристики на уровне лучших мировых аналогов. Подстраиваясь под желания заказчиков. производство компании «Электроавтоматика» выпускает лифтовые посты в сборе и отдельные пьезокнопки из различного материала с подсветкой любых цветов.

Учитывая стойкость к воздействию различных физических факторов, высокие технические характеристики и привлекательный внешний вид, пьезокнопки уже сейчас находят широкое применение в изделиях по управлению технологическими процессами с тяжелыми и особо тяжелыми условиями эксплуатации. Лифтовые посты с пьезокнопками все больше начинают применять для шахтных, грузовых лифтов, для уличных подъемников, для аппаратуры систем контроля доступа и в том числе для пассажирских лифтов.

Кто же не хочет, чтобы оборудование работало вечно? Пьезокнопки делают это возможным!

Авторы статьи:
Егоров Владимир Павлович - технический директор,
Пугачева Татьяна Владимировна - менеджер по развитию
000 «Электроавтоматика»

Следующая статья >