[發明專利]一種基于自激式壓電元件的排氣裝置及方法

在審

• 申請號: 202011609129.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112736187A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王茂坤;葛益波;齊雯雯
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;F15B13/02;F15B19/00;F15B21/044;G01N27/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，其特征在于，包括激振電路(1)、壓電元件(2)、解調電路(3)、驅動電路(4)和排氣閥(5)，壓電元件(2)正、負電極連接于激振電路(1)兩個驅動引腳，壓電元件(2)的反饋電極連接于激振電路(1)的反饋引腳；電壓電元件(2)驅動信號的電壓信號送入解調電路(3)，壓電元件(2)為氣、液介質檢測的敏感元件；解調電路(3)連接驅動電路(4)，驅動電路(4)連接并控制排氣閥(5)；壓電元件(2)設在裝有待檢測介質的閉式容器中，排氣閥(5)是閉式容器的通氣閥門。

2.根據權利要求1所述的一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，其特征在于，壓電元件(2)為圓形薄片結構。

3.根據權利要求2所述的一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，其特征在于，所述的壓電元件(2)是自激式壓電元件，具體是一種壓電陶瓷片與薄彈性元件的組合。

4.根據權利要求2所述的一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，其特征在于，所述的壓電元件(2)安裝于排氣閥(5)的內部。

5.一種基于自激式壓電元件的排氣方法，其特征在于，使用如權利要求1所述的一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，包括以下步驟：

第一步，使壓電元件(2)與激振電路(1)形成自激振蕩，并自動激振在壓電元件(2)的諧振頻率上，驅動壓電元件(2)在其諧振頻率點產生機械振動；

第二步，將壓電元件(2)置于被檢測的介質中；

第三步，將壓電元件(2)兩端的電壓送入解調電路(3)，解調電路(3)根據采樣電壓的特征參數辨識出壓電元件(2)周圍當前的介質，從而實現氣、液兩相介質的檢測。

第四步，若被檢測的介質為氣體，則并生成排氣使能信號，并轉入第五步，否則轉入第一步；

第五步，將排氣使能信號送入驅動電路(4)，使能驅動電路(4)驅動排氣閥(5)開啟；

第六步，排氣閥(5)開啟，排出閉式容器中的氣體，轉入第一步。

6.根據權利要求5所述的一種基于自激式壓電元件的排氣方法，其特征在于，所述的第三步中的辨識介質的方法是：根據壓電元件(2)置于氣體中時的諧振頻率與置于液體中時的諧振頻率不同，壓電元件(2)分別置于氣體和液體中時，其兩端電壓的特征參數存在差別；根據該差別判斷介質是氣體還是液體。

7.根據權利要求6所述的一種基于自激式壓電元件的排氣方法，其特征在于，所述的特征參數是電壓的頻率和幅值。

8.根據權利要求7所述的一種基于自激式壓電元件的排氣方法，其特征在于，所述的辨識介質的方法具體還包括：取壓電元件分別在氣體和液體中的電壓幅值或頻率特征值的中間某值，或對電壓幅值或頻率進行調理得到的特征值的中間某值作為判斷閾值k，利用檢測到或調理得到的特征值與判斷閾值k值作比較，根據對比結果判定介質為氣體還是液體。