П’єзосканер

Реферат: П'єзосканер містить основу, п'єзоактуатор, який виконано з чотирьох біморфних п'єзоелементів, які одною стороною закріплені на основі таким чином, що поперечний переріз фігури, утвореної біморфними п'єзоелементами являє собою прямокутник, утримувач об'єкта, виконаний у вигляді біморфного п'єзоелемента, причому утримувач об'єкта або зонда закріплений на п'єзоактуаторі за допомогою пружних пластинок. Кожний біморфний п'єзоелемент п'єзоактуатора складається з металевої пластини трикутної форми, на якій закріплений п'єзоелемент. UA 82664 U (54) П'ЄЗОСКАНЕР UA 82664 U UA 82664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до скануючої зондової мікроскопії, а конкретніше, до пристроїв, що забезпечують точне трикоординатне переміщення в площині об'єкта. Відомий п'єзосканер, який містить п'єзоактуатор, одним кінцем закріплений на основі, а іншим сполучений з утримувачем об'єкту або зонду (див. Патент України № 22601, G 12 В 21/00, Н 01 L 41/00, 25.04.2007). Недолік вказаного пристрою полягає в тому, що при скануванні секції п'єзоактуатора, які не беруть участь у переміщенні, перешкоджають вигину п'єзосканера, що зменшує діапазон сканування. Другий недолік полягає в тому, що площина утримувача об'єкта змінює кут нахилу при скануванні, що звужує можливості використання п'єзосканера. Відомий п'єзосканер, який містить основу, п'єзоактуатор, який виконано з чотирьох біморфних елементів, які одною стороною закріплені на основі таким чином, що поперечний переріз фігури, утвореної сторонами біморфних п'єзоелементів являє собою прямокутник, утримувач об'єкта, виконаний у вигляді біморфного п'єзоелемента, причому утримувач об'єкта або зонда закріплений на п'єзоактуаторі за допомогою плоских пружних пластинок (див. України № 22600, G 12 В 21/00, Н 01 L 41/00, 25.04.2007). Недоліком цього п'єзосканера є низька частота сканування. Вказаний п'єзосканер найбільше близький по технічній суті до того, який заявляється, і вибраний як прототип. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення п'єзосканера шляхом нового виконання біморфних п'єзоелементів п'єзоактуатора, які складається з металевої пластини трикутної форми, на якій закріплений п'єзоелемент, що підвищує робочу частоту п'єзосканера (див. Sharapov V. Piezoceramic sensors. - Springer Verlag, 2011.-498 p.). П'єзосканер містить основу, п'єзоактуатор, який виконано з чотирьох біморфних п'єзоелементів, які одною стороною закріплені на основі таким чином, що поперечний переріз фігури, утвореної біморфними п'єзоелементами являє собою прямокутник, утримувач об'єкта, виконаний у вигляді біморфного п'єзоелемента, причому утримувач об'єкта або зонда закріплений на п'єзоактуаторі за допомогою плоских пружних пластинок. Пропонований п'єзосканер відрізняється від прототипу тим, що кожний біморфний п'єзоелемент п'єзоактуатора складається з металевої пластини трикутної форми, на якій закріплений п'єзоелемент. Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом винаходу є підвищення робочої частоти п'єзосканера. Винахід пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 - показано загальний вигляд п'єзосканеру, що пропонується; П'єзосканер містить основу 1, п'єзоактуатор 2, утримувач об'єкту або зонду 3. П'єзоактуатор 2 виконано з чотирьох біморфних елементів 4, 5, 6, 7, кожен з яких складається з металевої пластини 8, 9, 10, 11 трикутної форми, на якій закріплений п'єзоелемент 12, 13, 14, 15, біморфні п'єзоелементи широкою стороною металевої пластини закріплені на основі таким чином, що поперечний переріз фігури, утвореної широкими сторонами біморфних п'єзоелементів являє собою прямокутник, утримувач об'єкта 3 виконаний у вигляді біморфного п'єзоелемента, котрий складається з металевої пластини 16 та п'єзоелемента 17, причому утримувач об'єкта закріплений на п'єзоактуаторі за допомогою пружних пластинок 18, 19, 20, 21. П'єзосканер працює наступним чином. При подаванні пилкоподібної напруги на два діаметрально протилежні біморфних п'єзоелемента 5 та 7, а саме на металеві пластини 9, 11 та зовнішню поверхню п'єзоелементів 13, 15, біморфні п'єзоелементи починають деформуватися внаслідок чого відбувається переміщення утримувача об'єкту 3 по осі X. При подаванні пилкоподібної напруги на два діаметрально протилежні біморфних п'єзоелементи 4 та 6, а саме на металеві пластини таврової форми 8, 10 та зовнішню поверхню п'єзоелементів 12, 14, біморфні п'єзоелементи починають деформуватися внаслідок чого відбувається переміщення утримувача об'єкта 3 по осі Y. При подаванні пилкоподібної напруги на металеву пластину 16 та п'єзоелемент 17 відбуваються переміщення утримувача об'єкта 3 по осі Z. В зв'язку з тим, що металеві пластини виконано трапецеїдальної форми, отримується більш висока робоча частота п'єзосканер. Приклад конкретного використання. У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТС-19 з розмірами: діаметром – 15 мм та товщиною - 0,3 мм. Металева пластина трикутної форми з розмірами: ширина - 20, висота - 45, товщина - 0,2 мм. 1 UA 82664 U Робоча частота п'єзосканера вище, чим у прототипі у 1,8 разу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 П'єзосканер, який містить основу, п'єзоактуатор, який виконано з чотирьох біморфних п'єзоелементів, які одною стороною закріплені на основі таким чином, що поперечний переріз фігури, утвореної біморфними п'єзоелементами являє собою прямокутник, утримувач об'єкта, виконаний у вигляді біморфного п'єзоелемента, причому утримувач об'єкта або зонда закріплений на п'єзоактуаторі за допомогою пружних пластинок, який відрізняється тим, що кожний біморфний п'єзоелемент п'єзоактуатора складається з металевої пластини трикутної форми, на якій закріплений п'єзоелемент. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2