XY Scanner-Rohre mit segmentierten äußeren Elektroden; siehe Tabelle für Spezifikationen.

PT Tube dimensions, in mm (see table for further information).

PT Tube dimensions, in mm (see table for further information).

PT Tube Abmessungen in mm. Siehe auch Technische Daten.

PT-Tube Piezorohre PT120 – PT140

Standard und Sondergrößen
XYZ-Positionierung
Sub-nm Auflösung
Ideal für OEM-Anwendungen
Vakuumtauglich

Piezorohre der PT-Serie sind monolithische Aktoren, die radial und axial kontrahieren, wenn eine Spannung zwischen der inneren und äußeren Elektrode angelegt wird. Je nach Ausführung können sie z.B. zum Mikrodosieren von Flüssigkeiten (Medizintechnik) oder, bei vierfach segmentierten Außenelektroden, als XY-Scanner in Rastermikroskopen und zur Nanomanipulation eingesetzt werden.

Präzision und Flexibilität

Die PT-Piezorohre werden mit den engsten Toleranzen gefertigt (0,05 mm) und können mit kleinsten Durchmessern von nur 0,8 mm hergestellt werden.
Alle Fertigungsprozesse bei PI sind auf maximale Flexibilität ausgerichtet, weshalb auch Sonderbauformen zu einem sehr attraktiven Preis angeboten werden können.
Folgende Modifikationen sind möglich:

Materialien
Spannungsbereich / Auslenkung
Abmessungen
Toleranzen
Applizierte Sensoren
Temperaturbereiche

Kurze Lieferzeiten

Weil alle piezoelektrischen Materialien im Hause entwickelt werden, sind die Lieferzeiten auch für Sonderversionen kurz und die Qualität hervorragend.

Verstärker und Controller

PI bietet eine große Auswahl an Verstärkern und Controllern für Piezoaktoren an (s. Kapitel „Piezoelektronik“) und entwickelt auch kundenspezifische Piezoelektroniken.

Abmessungen

max. L: 50 mm
max. AD: 80 mm
min. Wanddicke: 0,30 mm

Elektroden

Standard: innen und außen Ag. Dünnfilmelektroden, z.B. CuNi oder Gold als Außenelektroden möglich.

Optionen

Einfach oder doppelt von innen nach außen umkontaktiert, Bänder um den Außendurchmesser oder axiale Segmentierung (vierfach segmentierte Außenelektroden).

Polarisierung

Innenelektrode positiv

Anwendungsbeispiele

Mikropositionierung
Scanning-Mikroskopie (AFM, STM, SNOM)
Faserstrecker / Modulation
Mikropumpen
Mikromanipulatoren
Ultraschallanwendungen
Nanotechnologie

Nützliche Gleichungen

Die axiale Kontraktion und radiale Auslenkung von Piezorohren kann wie folgt abgeschätzt werden
(Gleichung 1)

mit:
d₃₁ = Piezo-Modul (Auslenkung orthogonal zur Polarisationsrichtung)
L = Länge des Piezorohrs [m]
U = Betriebsspannung [V]
d = Wanddicke [m]

(Gleichung 2)

mit:
= Änderung der Wanddicke [m]
d₃₃ = Piezo-Modul (Feld und Auslenkung in Polarisationsrichtung) [m/V]
U = Betriebsspannung [V]

Typische Werte für d₃₁ und d₃₃ liegen bei -200 pm/V bzw. 500 pm/V.
Bei der radialen Kontraktion überlagern sich der Effekt der tangentialen Kontraktion und die Zunahme der Wanddicke.

Sie kann mit folgender Gleichung abgeschätzt werden:

(Gleichung 3)

mit:
r = Radius des Piezorohrs
d₃₁ = Piezo-Modul (Auslenkung orthogonal zur Polarisationsrichtung) [m/V]
U = Betriebsspannung [V]
d = Wanddicke [m]

Sind die Außenelektroden eines Piezorohrs in vier 90° Segmente aufgeteilt, führt die differenzielle Ansteuerung (±U) gegenüberliegender Elektroden durch Überlagerung radialer und axialer Kontraktion zur Biegung eines der Enden.
Solche Rohre werden als XYScanner in Scanning-Probe Mikroskopen wie z. B. Rasterkraftmikroskopen eingesetzt.
Der Scanbereich lässt sich wie folgt abschätzen:
(Gleichung 4)

mit:
= Scanbereich in X und Y (bei symmetrischen Elektroden) [m]
d₃₁ = Piezo-Modul (Auslenkung orthogonal zur Polarisationsrichtung) [m/V]
U = Betriebsspannung [V]
L = Länge [m]
ID = Innendurchmesser [m]
d = Wanddicke [m]

Piezorohre sind nicht für große Kräfte ausgelegt wie z. B. Ringaktoren (s. PICA^TM-Thru), aber durch die hohen Resonanzfrequenzen gut für den hochdynamischen Betrieb mit kleinen Lasten geeignet.
Anwendungsbeispiele sind Mikrodosierung, Nanoliterpumpen, Scanning-Mikroskopie, Tintenstrahldrucker, Sonar- und Ultraschallgeber.

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