Sensores piezoelétricos. Esquema, descrição

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Sensores. Sensores piezoelétricos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Ação sensores piezoelétricos baseia-se no uso do efeito piezoelétrico (efeito piezoelétrico), que consiste no fato de que quando alguns cristais são comprimidos ou esticados, uma carga elétrica aparece em suas faces, cujo valor é proporcional à força atuante.

O efeito piezoelétrico é reversível, ou seja, a tensão aplicada causa deformação da amostra piezoelétrica - sua compressão ou estiramento, conforme o sinal da tensão aplicada. Este fenômeno é chamado efeito piezo reverso, é usado para excitar e receber vibrações acústicas de frequências sonoras e ultrassônicas.

Usado para medir forças, pressão, vibração, etc.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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O fato é que a produção de polímeros é um processo muito caro em termos de energia. Por exemplo, antes que um saco convencional possa ser feito de polietileno, o próprio polietileno deve primeiro ser feito de etileno. E antes disso, pegue o etileno, pois ele não é encontrado na natureza. O etileno é produzido a partir de outros hidrocarbonetos por meio de um processo chamado pirólise: as matérias-primas dos hidrocarbonetos são aquecidas em aparelhos especiais, como resultado do qual grandes moléculas se desfazem em menores, entre as quais o etileno. Mas além do etileno de que precisamos, muitas outras substâncias diferentes são formadas que de alguma forma devem ser removidas dessa mistura, porque o etileno deve ter um grau de pureza muito alto para produzir polietileno.

O processo de separação e purificação é a pedra angular de toda a produção química. Não é tão difícil obter alguma substância - é difícil separá-la de outras mais tarde. Para esses fins, as fábricas têm grandes instalações e também consomem recursos na mesma proporção. A principal impureza problemática no etileno é seu químico "irmão" etano praticamente nativo. Ambos são muito semelhantes em suas propriedades e, portanto, é muito difícil separá-los um do outro. Para isso, as plantas constroem plantas criogênicas complexas que purificam o etileno do etano em baixa temperatura e alta pressão. Naturalmente, isso não apenas torna a produção mais cara, mas também leva a emissões desnecessárias para o meio ambiente e ao consumo de recursos.

Uma possível solução para o problema é o uso de adsorventes. Em vez de resfriar, comprimir e aquecer milhões de toneladas de uma mistura gasosa, seria bom passá-la por algum tipo de filtro que adsorve o etano e dá etileno puro na saída. Os pesquisadores lutam há anos para criar esses materiais. Há alguns anos, o etano e o etileno eram separados usando estruturas metal-orgânicas (MOFs), mas com um "mas" muito significativo. O adsorvente desenvolvido reteve o etileno, mas, ao contrário, deixou o etano passar. Ou seja, a separação ocorreu ao contrário - não o etileno foi limpo do etano, mas o etano do etileno. Tendo em conta que em condições reais a mistura contém muito mais etileno, obteve-se trabalho extra, que não foi melhor do que a separação criogénica.

Pesquisadores da China e dos EUA revelaram uma substância que elimina o etano de uma mistura sem tocar no etileno. Este adsorvente é uma estrutura de estrutura metal-orgânica à base de ferro, no entanto, ao contrário dos projetos anteriores, os átomos de oxigênio foram colocados em átomos de ferro. Tal estrutura molecular acabou por ser capaz de ligar eficazmente as moléculas de etano, enquanto as moléculas de etileno não se ligaram a tais "receptores". Como resultado, o adsorvente resultante tornou-se capaz de separar "corretamente" a mistura etano-etileno em um estágio: ligar o etano e passar o etileno.

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