CN101957232A - 基于方向性的振动传感器 - Google Patents

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倪晓宇
袁栋
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Abstract

本发明涉及一种传感器，尤其是一种基于方向性的振动传感器，具体地说是一种可以判断振源方位及强弱的振动传感器，属于传感器的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述基于方向性的振动传感器，包括底座；所述底座上设有均匀对称分布的压电振动传感单元。本发明在圆形刚底座上设置均匀对称分布的压电振动传感单元，压电振动传感单元为压电陶瓷片，压电振动传感单元通过环氧树脂固定在底座的安装槽内，压电陶瓷片上的正极焊盘与负极焊盘位于定位槽内，连线操作方便；底座通过固定螺栓固定在被测物体上，压电振动传感单元能够检测物体的振动量及振动方位，结构简单，使用方便，检测精确度高。

Description

基于方向性的振动传感器
技术领域
本发明涉及一种传感器，尤其是一种基于方向性的振动传感器，具体地说是一种可以判断振源方位及强弱的振动传感器，属于传感器的技术领域。
背景技术
振动传感器一直是安防领域的主要探测器，主要用来探测被保护本体遭受外力破坏等入侵行为。目前，常用传统的振动传感器采用弹簧挂在质量球的机械结构，再将机械加速度转化为电信号进行处理；所述振动传感器的灵敏度低，且容易发生误动作。还有的振动传感器采用压电陶瓷片把振动信号转化成微弱的电信号，然后进行小信号的放大和处理；并通过脉冲计数和小信号积分算法等进行处理，最终得出判断结果；所述传感器的特点是灵敏度高，通过传感器自带芯片的算法，可以一定程度的判断不同的振动方式，从而达到有效的判断结果，但同时这类传感器也有较高的误报率，影响正常的检测结果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于方向性的振动传感器，其结构简单，使用方便，检测精确度高。
按照本发明提供的技术方案，所述基于方向性的振动传感器，包括底座；所述底座上设有均匀对称分布的压电振动传感单元。
所述底座呈圆形。所述底座采用钢制成。所述压电振动传感单元至少为四个。所述压电振动传感单元为压电陶瓷片。所述压电陶瓷片的两端均设有压电陶瓷片电极，所述压电陶瓷片电极在压电陶瓷片的外壁分别延伸形成正极焊盘及负极焊盘。
所述底座上设有均匀对称分布的安装槽，所述压电振动传感单元通过环氧树脂固定在安装槽内。所述底座对应于安装槽的一侧设有定位槽。所述底座上设有固定螺栓。所述压电陶瓷片电极的材料包括银。
本发明的优点：在圆形刚底座上设置均匀对称分布的压电振动传感单元，压电振动传感单元为压电陶瓷片，压电振动传感单元通过环氧树脂固定在底座的安装槽内，压电陶瓷片上的正极焊盘与负极焊盘位于定位槽内，连线操作方便；底座通过固定螺栓固定在被测物体上，压电振动传感单元能够检测物体的振动量及振动方位，结构简单，使用方便，检测精确度高。
附图说明
图1为图2的俯视图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为图4的俯视图。
图4为本发明压电振动传感单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图4所示：本发明包括底座1、固定螺栓2、压电振动传感单元3、压电陶瓷片3-1、压电陶瓷电极3-2、正极焊盘3-3、负极焊盘3-4及定位槽4。
如图1和图2所示：所述底座1上设有均匀对称分布的压电振动传感单元3，压电振动传感单元3至少为四个，也可以为满足均匀对称分布的个数；底座1上对应于安装压电振动传感单元3的表面设有安装槽，所述安装槽的一侧设有定位槽。压电振动传感单元3通过环氧树脂安装底座1的安装槽内，并与底座1相固定。底座1采用钢制成，能够减少振荡干扰，且呈圆形，保证压电振动传感单元3与底座1间具有较好的频率响应，能够保证各个方向性能的一致性。压电振动传感单元3通过环氧树脂与底座1相绝缘隔离。底座1上设有若干固定螺栓2，底座1通过固定螺栓2与被测物体相固定。
如图3和图4所示：所述压电振动传感单元3包括压电陶瓷片3-1，所述压电陶瓷片3-1的两端均镀有银，从而形成压电陶瓷电极3-2；所述压电陶瓷电极3-2均向压电陶瓷片3-1的一侧壁延伸，分别形成正极焊盘3-3及负极焊盘3-4，所述正极焊盘3-3与负极焊盘3-4相邻分布。当压电陶瓷片3-1位于安装槽内时，正极焊盘3-3与负极焊盘3-4位于定位槽4内，便于将正极焊盘3-3与负极焊盘3-4的电极向外连接引出。
如图1～图4所示：使用时，底座1通过固定螺栓2与被测物体相紧固连接，当被测物体受振动时，能够检测被测物体的振动量及振源的方位。底座1固定后，所述正极焊盘3-3与负极焊盘3-4通过导线与信号放大器相连，所述信号放大器通过滤波器与高速模数转换器相连，所述高速模数转换器与微处理器的输入端相连，所述微处理器通过反馈控制模块与信号放大器相连。所述高速模数转换器需要2M/s的转换速度。当被测物体受振动时，底座1上压电振动传感单元3与振源的距离及方位不同，压电振动传感单元3相微处理器输出振动信号的时间就不相同，微处理器根据振动波在钢铁中的传播速度及振动波的时间差，就能够判断出振源相对于压电振动传感单元3的方位。
本发明在圆形刚底座1上设置均匀对称分布的压电振动传感单元3，压电振动传感单元3为压电陶瓷片3-1，压电振动传感单元3通过环氧树脂固定在底座1的安装槽内，压电陶瓷片3-1上的正极焊盘3-3与负极焊盘3-4位于定位槽内，连线操作方便；底座通过固定螺栓固定在被测物体上，压电振动传感单元能够检测物体的振动量及振动方位，结构简单，使用方便，检测精确度高。本发明不仅能够监测到特定的振动信号，还能够判断振源的方位；可以有效的应用于防入侵领域，除了可以有效的判断入侵行为，防止误报，而且可以和监控摄像机等设备联动使用。

Claims (10)

1.一种基于方向性的振动传感器，包括底座(1)；其特征是：所述底座(1)上设有均匀对称分布的压电振动传感单元(3)。
2.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述底座(1)呈圆形。
3.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述底座(1)采用钢制成。
4.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述压电振动传感单元(3)至少为四个。
5.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述压电振动传感单元(3)为压电陶瓷片(3-1)。
6.根据权利要求5所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述压电陶瓷片(3-1)的两端均设有压电陶瓷片电极(3-2)，所述压电陶瓷片电极(3-2)在压电陶瓷片(3-1)的外壁分别延伸形成正极焊盘(3-3)及负极焊盘(3-4)。
7.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述底座(1)上设有均匀对称分布的安装槽，所述压电振动传感单元(3)通过环氧树脂固定在安装槽内。
8.根据权利要求7所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述底座(1)对应于安装槽的一侧设有定位槽(4)。
9.根据权利要求1所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述底座(1)上设有固定螺栓(2)。
10.根据权利要求6所述的基于方向性的振动传感器，其特征是：所述压电陶瓷片电极(3-2)的材料包括银。
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