Практические применения пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем

Рассматриваются возможности применения пьезоэлектрических резонаторов с поперечным электрическим полем для анализа свойств жидкости и для измерения микроперемещений. Показано, что если в качестве информационного параметра взять модуль электрического импеданса или адмиттанса на фиксированной частоте вблизи резонанса, то чувствительность датчика можно существенно повысить. Изменение указанных параметров может достигать 30% и 70% при изменении вязкости от 1 до 1000 мПa×с и проводимости в пределах 100 -10000 мкС/см. Второе применение основано на том факте, что электрическое поле резонатора проникает за пределы пьезоэлектрической пластины. Были проведены эксперименты по изучению влияния зазора между свободной стороной резонатора и электрически проводящей или диэлектрической пластиной на частоты параллельного и последовательного резонансов. Показано, что на этой основе возможно создание измерителей микроперемещений, которые могут быть использованы для непрерывного контроля деформаций и раскрытия трещин различных конструкций, элементов мостов и зданий, а также для измерения небольших перемещений двух объектов относительно друг друга. Оказалось, что частота параллельного резонанса однозначно связана с шириной зазора в пределах 0 – 0.3 мм и 0 – 2.5 мм при использовании проводящей пластины и пластины из поликора, соотвественно. Частота последовательного резонанса от зазора не зависит, но зависит от температуры. Таким образом, частота последовательного резонанса позволяет определить температуру и сделать необходимые корректировки.