In dieser Arbeit wird ein kombinierter piezoelektrischer und elektrodynamischer Generator entwickelt und untersucht. Es wird ein Simulationsmodell erstellt und die Grenzen aufgezeigt, bei denen die Kombination der beiden Generatorarten einen Leistungsgewinn gegenüber einem rein piezoelektrischen Generator erreicht. Des Weiteren wird eine Power Management Schaltung entwickelt und untersucht. Die Aussagen werden anhand von drei Aufbauten bestätigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Piezoelektrische Sensoren und Aktoren werden in Leichtbaustrukturen stofflich integriert, um intelligente aktive Strukturbauteile zu schaffen. Thermische und mechanische Belastungen während des Integrationsprozesses können zur
teilweisen Depolarisation der Piezokeramiken führen. Die vorliegende Arbeit befasst sich deshalb mit der zerstörungsfreien Prüfung des Polarisationszustandes der integrierten Piezomodule zur Qualitätskontrolle und zur Optimierung der
Fertigungstechnologie. Dazu werden zwei thermische Messverfahren angewendet, die Laserintensitätsmodulationsmethode
(LIMM) und die Wärmepulsmethode (WPM). Aus dem Frequenzgang des pyroelektrischen Stromes lässt sich der
Polarisationszustand leicht abschätzen, wobei der Mehrschichtaufbau der eingebetteten Piezomodule berücksichtigt wird. Für die meisten separaten und integrierten Piezomodule wurde eine homogene Polarisationsverteilung
festgestellt.
Die Wärmepulssignale werden im Zeitbereich gemessen, die Bestimmung des Polarisationszustandes erfolgt nach Fouriertransformation im Frequenzbereich. Die Messung im Zeitbereich ist wesentlich schneller als im Frequenzbereich, führt
aber zu größeren Messunsicherheiten.
Die Ergebnisse der beiden Messmethoden LIMM und WPM stimmen gut überein. Mit beiden Methoden konnte die Verringerung der remanenten Polarisation von Piezomodulen durch die technologischen Einflüsse während der Integration in
die Strukturbauteile nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2021-05-20
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In dieser Arbeit wird ein kombinierter piezoelektrischer und elektrodynamischer Generator entwickelt und untersucht. Es wird ein Simulationsmodell erstellt und die Grenzen aufgezeigt, bei denen die Kombination der beiden Generatorarten einen Leistungsgewinn gegenüber einem rein piezoelektrischen Generator erreicht. Des Weiteren wird eine Power Management Schaltung entwickelt und untersucht. Die Aussagen werden anhand von drei Aufbauten bestätigt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Kalium-Natrium-Niobat (KNN) ist eine bleifreie ferroelektrische Keramik. Seine Herstellung ist aufgrund des hygroskopischen Verhaltens von Alkalikarbonat und Verdampfung bei hohen Temperaturen eine Herausforderung. Während des Herstellungsverfahrens wird die erwünschte Stöchiometrie schwanken. Undotierten und kupferdotierten KNN mit Alkali- oder Niobüberschüssen wurden hergestellt. Ihre Strukturbildung, Sinterverhalten, Mikrostrukturbildung und ihre elektrischen Eigenschaften werden untersucht.
Aktualisiert: 2021-02-11
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