CN101660941B - 结构改进型压电信号探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传感器技术领域，涉及一种结构改进型压电信号探测器，包括楔形探头、绝缘体和金属外壳和金属支撑杆，绝缘体内开设有与楔形探头外形相匹配的通孔，楔形探头置于该通孔内，绝缘体置于金属外壳内，在金属外壳和绝缘体的同一个侧面上开有孔，支撑杆为中空结构，固定在金属外壳开有孔的侧面，将孔密闭起来，其内固定有TNC接头，楔形探头的金属引线穿过侧壁上的孔与TNC接头相连，TNC接头的另一端与位于所述支撑杆内的同轴电缆线相连接。本发明提出的探头结构可以高效采集表面波转化的电信号，其自身具有良好的屏蔽外界电磁干扰的能力，其外型设计要求尽量节省空间，从而方便在实验室中使用，并利于固定及设置外部屏蔽。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，涉及一种可配合PVDF压电薄膜使用，高效采集压电信号，能有效屏蔽电磁干扰的金属探头。
背景技术
使用高性能PVDF压电材料，将其附于金属探头表面，压于探测物上，可以将物体表面机械振动转化为电信号，再由金属探头采集并传递给示波器。在检测信号很小时，需要关注外界电磁噪声的影响，如果不能有效减弱电磁噪声影响，就无法得到信噪比较大的有效信号，而噪声干扰主要产生在引线连接处，因此设计的探头结构自身要能够很好的屏蔽电磁噪声，将连接处尽可能置于压电探测器的内部，而考虑到需要为整个检测区域做屏蔽，探头要在满足探测要求的情况下尺寸尽量小。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测微弱表面波的压电探头改进型结构。本发明提出的探头结构可以高效采集表面波转化的电信号，其自身具有良好的屏蔽外界电磁干扰的能力，其外型设计要求尽量节省空间，从而方便在实验室中使用，并利于固定及设置外部屏蔽。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种结构改进型压电信号探测器包括楔形探头、绝缘体和金属外壳和金属支撑杆，绝缘体内开设有与楔形探头外形相匹配的通孔，楔形探头置于该通孔内，绝缘体置于金属外壳内，在金属外壳和绝缘体的同一个侧面上开有孔，支撑杆为中空结构，固定在金属外壳开有孔的侧面，将孔密闭起来，其内固定有TNC接头，楔形探头的金属引线穿过侧壁上的孔与TNC接头相连，TNC接头的另一端与位于所述支撑杆内的同轴电缆线相连接。
作为优选实施方式，本发明的压电信号探测器，楔形探头为紫铜芯；所述绝缘体为聚四氟乙烯。
改进后的探测器，可以将探头芯的楔形前端做的很锋利，可以测得更宽频率范围的波。整体结构设计使所有接线处都处于金属外壳屏蔽之内，有效降低电磁干扰的影响，同时从侧壁引出引线可以有效降低探头高度，固定引线位置，在使用铜网做外部屏蔽时可以将屏蔽范围做的更小，也避免了触碰到引线。
附图说明
图1本发明的压电探测器分解结构图。
图2(a)改进前压电探头采集的信号。
图2(b)改进后压电探头采集到的信号。
附图说明：
1 楔形探头 2 绝缘体 3 金属外壳 4 TNC接头
5 金属支撑杆 6 同轴电缆线 7 通孔 8 外壳侧面的孔
具体实施方式
参见图1，本发明通过结构改进，将楔形探头1及接口置于金属外壳3内部，从而有效屏蔽电磁干扰，引线从外壳侧面开设的孔8引出，从而降低探头高度。综合考虑其导电性及硬度特性后可选用紫铜材料作为探头芯，紫铜芯与金属外壳3间要用绝缘体2隔开，选用绝缘性能良好又方便获得的聚四氟乙烯。绝缘体2开设有刚好容纳探头1的通孔，金属外壳与绝缘体侧壁设置一个直径6mm的孔8，探头引线由侧壁引出，接到TNC接头4的一端上。金属支撑杆5为中空，一端内部开设有环形凹槽，TNC探头被用螺丝固定在环形凹槽上。TNC接头4的另一端连接到置于支撑杆5内部的同轴电缆线6上。
与以往使用的压电探测器相比，改进后的探测器进行了结构优化，屏蔽电磁波能力增强，整体结构紧凑，节省空间，方便固定。且在制作时根据需要特别制作了探头芯，从而有效提高了信号采集效率和信号带宽，由附图2(a)、(b)可以看到改进后的探测器采集的信号比原来大了超过一个数量级，电磁噪声的影响基本可以忽略，有效信号部分波形更饱满，包含的信息更丰富。由此可见改进后的探头达到了设计要求。
Claims (3)
1.一种结构改进型压电信号探测器，包括楔形探头、绝缘体和金属外壳和金属支撑杆，其特征在于，绝缘体内开设有与楔形探头外形相匹配的通孔，楔形探头置于该通孔内，绝缘体置于金属外壳内，在金属外壳和绝缘体的同一个侧面上开有孔，支撑杆为中空结构，固定在金属外壳开有孔的侧面，将孔密闭起来，支撑杆内固定有TNC接头，楔形探头的金属引线穿过开设在金属外壳和绝缘体的同一个侧面上的孔与TNC接头相连，TNC接头的另一端与位于所述支撑杆内的同轴电缆线相连接。
2.根据权利要求1所述的压电信号探测器，其特征在于，所述楔形探头为紫铜芯。
3.根据权利要求1所述的压电信号探测器，其特征在于，所述绝缘体为聚四氟乙烯。
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