PVDF压电膜的应用

运动传感器，振动传感器，超声换能器有效面积

PVDF压电膜的应用相当广泛。目前，从医学上使用的精密微细敏感元件到工业上用的各种传感器。从军事上应用的声纳到民用的空调器、防盗报警系统等领域，PVDF压 电膜都显示出了其优异的性能。它可以用于制作超声波探头式诊断仪、血压计、指脉膊传感器及心率计；超声波传感器、压力传感器、机器人的触觉传感器、加速度 传感器、称重传感器；水声探测器、声纳器件；扬声器、抗噪声送话器，高保真立体声耳机、空调器；应力、应变计、流量计、用于特殊场合下的触摸开关等。此外PVDF压 电膜除了具有较高的压电性外，还显示出热释电性，是一种很好的热电材料，它可以把热能转变为电能。可用于防盗、保安报警器、热释电红外传感器、火灾探知 器、光反向传感器、红外线扫描器。辐射仪、接近传感器等各种测控仪器中，至今为止，上述所叙的许多元器件已经在众多领域开始研制，有些已经进入实际应用阶 段，现将有关情况简要说明一下：

(1) 电声换能器类

由于PVDF压 电膜具有相当宽的频率领域，从甚低频到千兆赫的工作频率。利用这一性能，可制成宽频带扬声器，这种扬声器可在甚低音、甚高音范围内不失真，而且可以消除机 械噪声。良好的声音效果，其应用必将给我国的电声产业带来一场大的变革，电声产品跨上一个新的台阶。还可制成微声器、传声器、高保真立体声耳机。特别是抗 噪声送话器，样品经过几次改进，已经进入开发生产阶段。这种送话器用在电话中，除了通话能被清晰地送出外，其它噪声均被滤掉；用在电视台、电台及记者现场 采访、现场录音场合，能排除噪声干扰，声音清晰，达到较理想的录音采访效果。

(2) 水声换能器类

PVDF压电膜具有较高的压电系数，优良的阻抗匹配。低的声阻抗可保证超声波无损传播，又易于加工成大面积，这些特点用于制造各种类型的水听器。将这种水听器用于鱼轮对鱼群的监测，正在待开发之中，此项研究成果也有很大的市场潜力。

(3) 超声换能器类

用PVDF压电膜制成超声传感器，应用在5、7.5、10MHz B超诊断仪的环状及线阵式探头和20～80MHz工业超声检测仪探头上，与通常使用的PZT(压电陶瓷)探头相比在灵敏度和精度上都有较大幅度的提高。用该膜制成的医用超声波传感器结构简单，灵敏度高，与人体表面机械阻抗匹配很好，如指脉膊计、血压计、起膊计、心律计、胎儿心音探测器等。上述产品在欧美、日本少数发达地区及国家已经大量使用，目前国内正处于研发阶段。

(4) 机电换能器类

在实验中人们发现PVDF压电膜作换能器时，每单位体积的输出功率要比PZT高10倍左右。在电场作用下它所产生的应变比PZT高10倍，这使得它在做机电换能器时也非常有利。国内许多院校科研所利用这一特性，研制开发应用产品，如：方位探测器、电探百叶窗应力计、应弯计、压电传感器、加速度计、冲击探测器、地下爆破监测仪、机械振动探测器、地震研究用应力波监视仪、手提式检验器等。

特别值得一提的是：由于PVDF压 电膜具有机械强度高、柔软不脆、耐冲击，不易受水和化学药品污染，易加工等特点，使传感器在家电方面应用更为广泛。应用在电冰箱、室内空调机上的传感器就 有十几种，如冰箱用显示冰箱状态的传感器，除霜、结霜传感器；保持蔬菜新鲜度的湿度传感器。用在空调机上的稳定性好的长寿命湿度传感器；结霜传感器、煤气 压力传感器和空气流量传感器等。另外利用其热(压)电 效应使得家用传感器由过去的展望成为今日的现实。如家庭用防灾用传感器和智能传感器。前者分两类，一类是检测煤气泄露和火灾前征兆的煤气、温度、烟雾等。 二是用于防止强盗入侵的传感器。用智能传感器实现家务劳动自动化和省力化。从社会发展趋势看，上述产品的应用将具有相当广泛的前景。