二、压电效应简介

    对于晶体构造中不存在对称中心的异极晶体，加在晶体上的张紧力、压应力或切应力，除了产生相应的变形外，还将在晶体中诱发出介电极化或电场。这一现象被称为正压电效应；反之，若在这种晶体上加上电场，从而使该晶体产生电极化，则晶体也将同时出现应变或应力，这就是逆压电效应。两者通称为压电效应。1880 年居里兄弟发现了电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史。压电式气动换向阀即是利用压电逆效应而研制的。

    三、压电技术在气动阀中的应用

    1、微型直动式换向阀

    利用压电材料在电场作用下的变形，来实现气动调节阀阀口的开启和关闭，这样就可以做成微型直动式换向阀。如下图所示的微型二位三通换向阀，1 口为进气口，2 口为输出气口，3、口为排气口，中间的弯曲部件为压电材料组成的压电片。当没有外加电场作用时，处于：图1 状态：进气口关闭，输出气口2 经排气口3 通大气。当在压电阀片上外加控制电场后，压电阀片产生变形上翘，上翘的压电阀片关闭了排气口3，同时进气口1 和输出气口2 连通。这样就xx实现了传统二位三通电磁换向阀的功能。

图1                  图2

    2、压电式电气比例调压阀

    压电材料的变形量正比于施加在其上的电场强度，利用这一特点，可以开发出比例调压阀。如图3 所示，施加不同的控制电压到压电阀片上，压电阀片产生不同的弯曲变形量，这样就在进气口1 与输出气口2 之间及输出气口2 与排气口3 之间形成不同的气流阻力，从而在输出气口2 的得到不同的气体压力。由于压电阀片在变形过程中不受机械摩擦力，且压电阀片有响应快功耗低的特点，基于压电阀片的电气比例调压阀很多性能优于传统的比例调压阀。例如其没有死区，压力可以从零开始连续调节；其响应快，可满足高速系统的应用要求；其功耗低，对电源功率要求低。

                              图3                                       

    3、压电阀为先导的气动换向阀

    把微型压电阀作为先导级，对其气体流量及压力进一步放大，就可以得到符合各种国际标准外形尺寸的压电式气动调节阀，同样，其很多性能特点都优于传统的。

    4、压电式气动阀的独特优势及其应用

    相对于传统的电磁气动调节阀，采用压电技术的换向阀，有功耗低、响应快及没有电磁影响等优点，所以其开辟了很多气动技术应用的新领域。

    四、总结

    压电式气动换向阀是把压电技术引入到气动调节阀中的一项新技术，相对于传统的气动调节阀其有响应快、功耗低、没有电磁干扰、寿命长及不会发热等优点。其在工业及过程自动化控制领域有着广阔的应用。