CN103795367B - 一种增强型石英音叉的封装装置 - Google Patents

一种增强型石英音叉的封装装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103795367B
CN103795367B CN201410016071.0A CN201410016071A CN103795367B CN 103795367 B CN103795367 B CN 103795367B CN 201410016071 A CN201410016071 A CN 201410016071A CN 103795367 B CN103795367 B CN 103795367B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fork
quartz tuning
base
encapsulation device
shape groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410016071.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103795367A (zh
Inventor
姜萌
冯巧玲
王学锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aerospace Times Optical Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aerospace Times Optical Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aerospace Times Optical Electronic Technology Co Ltd filed Critical Beijing Aerospace Times Optical Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201410016071.0A priority Critical patent/CN103795367B/zh
Publication of CN103795367A publication Critical patent/CN103795367A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103795367B publication Critical patent/CN103795367B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及一种增强型石英音叉的封装装置，包括底座、螺钉和固定块，其中底座为U型结构，底座中心位置开设定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的两个管脚穿过所述定位孔，U型结构的底座的两个侧壁上分别开设下V形槽，两个固定块上分别开设上V形槽，两个固定块分别放置在底座的两个侧壁上，并使上V形槽与下V形槽对准，通过上V形槽与下V形槽的全约束夹持方式分别固定两个共振管，并使石英音叉位于两个共振管之间，且与两个共振管不接触，螺钉穿过固定块固定在底座的两个侧壁上，该封装装置可实现封装结构的小型化，提高共振管的增强效果及石英音叉的灵敏度和信噪比，提高了整个结构的最佳适用性。

Description

一种增强型石英音叉的封装装置
技术领域
本发明涉及一种增强型石英音叉的封装装置，属于封装技术领域。
背景技术
目前，载人航天飞行器以及大型舰船内部急需小型化，轻重量、长期免标定的气体传感监测系统，主要完成对空间站和水下船舱等密封环境内多种有害气体长期在线检测与分析，对实现载人航天飞行器的在线健康监控具有重要的价值。
石英晶体是一种广泛使用的低损耗压电材料，作为频率标准用于电子表的石英音叉是一种利用石英晶体的压电效应制成的振荡器件。利用石英音叉和共振光声管的增强型石英音叉作为光声池和麦克风，体积小，重量轻、成本低，满足当下小型化、轻重量的需求，所以增强型石英音叉封装成为了一个急待解决的问题。
2011年，重庆大学硕士学位论文《石英增强光声光谱技术研究与探索》中提出了一种石英音叉共振管支架，该支架由一个底座构成，在底座的中间位置开设了一条音叉进出间隙，在间隙的两边分别设置V形槽，共振管通过胶粘的方式固定在V形槽中，该方法容易引起误差，不能使共振管达到最佳的对芯效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种增强型石英音叉的封装装置，该封装装置可实现封装结构的小型化，提高共振管的增强效果及石英音叉的灵敏度和信噪比，提高了整个结构的最佳适用性。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
一种增强型石英音叉的封装装置，包括底座、螺钉和固定块，其中底座为U型结构，底座中心位置开设定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的两个管脚穿过所述定位孔，U型结构的底座的两个侧壁上分别开设下V形槽，两个固定块上分别开设上V形槽，两个固定块分别放置在底座的两个侧壁上，并使上V形槽与下V形槽对准，通过上V形槽与下V形槽的全约束夹持方式分别固定两个共振管，并使石英音叉位于两个共振管之间，且与两个共振管不接触，螺钉穿过固定块固定在底座的两个侧壁上。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，共振管为金属毛线管，且共振管内径满足约束条件f＜fc，其中f为共振频率，fc为截止频率。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，U型结构的底座前端设有连接两个侧壁的凸块，凸块下端开有半圆孔，底座上表面开有半圆孔，两个半圆孔直径相同，形成定位孔，用于固定石英音叉。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，底座上开设两个通孔，用于将封装装置与其他器件固定连接。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉的共振频率为32kHz—70kHz。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉与底座上的定位孔内切进行固定；共振管与上V形槽、下V形槽内切进行固定。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，共振管对封装装置的共振增强强度大于20％。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉与两个共振管之间的间隙为0.05-0.15mm。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，底座、螺钉和固定块均采用不锈钢材料制备。
在上述增强型石英音叉的封装装置中，每个共振管靠近石英音叉一端，露出固定块部分的长度为1-5mm。
本发明与现有技术相比的优点在于：
（1）、本发明根据石英音叉及共振管的位置关系设计了一种全新的封装装置，由底座、固定块及螺钉组成，通过在底座和固定块上分别开设V形槽，在底座中心位置开设通孔，巧妙的实现了对石英音叉及共振管可靠固定，结构紧凑，占用空间小，不仅实现石英音叉封装结构的小型化，提高共振管的共振增强强度，进而提高整个结构的适用性；
（2）、本发明通过共振管V形槽的全约束夹持方式代替胶粘的固定方式，可避免因胶粘引起的误差，使得共振管对芯效果最佳，增强强度明显，进而可提高石英音叉的灵敏度和信噪比；
（3）、本发明对共振管与石英音叉之间的间隙、共振管内径、材料，及共振管露出固定块的长度等进行了优化设计，提高了共振管的共振增强强度，进一步提高了石英音叉的灵敏度和信噪比，提升了整个封装结构的适用性。
附图说明
图1为本发明石英音叉的封装装置结构示意图；
图2为本发明封装装置中底座平面图；
图3a为本发明封装装置中底座上V形槽示意图；
图3b为本发明底座上V形槽结构示意图（图3a虚框中的局部放大图）；
图4a为本发明封装装置中石英音叉与共振管的位置关系示意图1；
图4b为本发明封装装置中石英音叉与共振管的位置关系示意图2（图4a的左视图或右视图）；
图5为本发明封装装置中底座上定位孔示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为本发明石英音叉的封装装置结构示意图，由图可知本发明石英音叉的封装装置包括底座4、螺钉7和固定块8，其中底座4为U型结构，底座4中心位置开设定位孔6，石英音叉2底部固定在定位孔6中，且石英音叉2的两个管脚穿过该定位孔6。例如本发明中U型结构的底座4前端设有连接两个侧壁的凸块10，凸块10下端开有半圆孔，底座4上表面开有半圆孔，两个半圆孔直径相同，形成定位孔6，用于固定石英音叉2，石英音叉2与底座4上的定位孔6内切进行固定。如图2所示为本发明封装装置中底座平面图。
U型结构的底座4两个侧壁上分别开设下V形槽3，如图3a所示为本发明封装装置中底座上V形槽示意图，图3b为图3a虚框中的局部放大图。两个固定块8上分别开设上V形槽3’，上V形槽3’与下V形槽3规格尺寸完全相同，本发明未给出上V形槽3’的图示。共振管1与上V形槽3’、下V形槽3内切进行固定。本发明中V形槽是通过精密机械加工的方法实现，固定方式采用硬连接的方式，该方法可使其左右共振管1准直更加精确，固定可靠性更高。
两个固定块8分别放置在底座4的两个侧壁上，使上V形槽3’与下V形槽3对准，通过上V形槽3’与下V形槽3的全约束夹持方式分别固定左右两个共振管1，为了使得共振管1能够有效的增强光声信号，将石英音叉2放在两个规格相同的共振管1之间，为了不影响石英音叉2的振动，共振管1不允许与音叉2接触，本发明中石英音叉2与两个共振管1之间的间隙为0.05-0.15mm。每个共振管1靠近石英音叉2一端，露出固定块8部分的长度为1-5mm。如图4a、4b所示为本发明封装装置中石英音叉与共振管的两个位置关系示意图，其中图4b为图4a的左视图或右视图。螺钉7则穿过固定块8固定在底座4的两个侧壁上。本发明中石英音叉2的共振频率为32kHz—70kHz，共振管1对封装装置的共振增强强度大于20％。
为了使得石英音叉的封装装置固定在连接光路的金属管壳内，保证其与光路的准直性，在底座4的前端位置开设两个通孔5来提高结构整体的可靠性，如图2所示。
实施例1
选取内径分别为1.2mm和0.9mm的两种规格共振管1。
共振管1为金属毛线管；且共振管1内径满足约束条件f＜fc，其中f为共振频率，fc为截止频率。
选取的石英音叉2的共振频率为40.006kHz；
石英音叉2的厚度为0.4mm，预留0.65mm的间隙摆放石英音叉2。
底座4、螺钉7和固定块8均采用不锈钢材料制备。
测试表明：内径分别为1.2mm和0.9mm的两种规格共振管对整个结构的增敏性能分别为25％和23.2％
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：包括底座(4)、螺钉(7)和固定块(8)，其中底座(4)为U型结构，底座(4)中心位置开设定位孔(6)，石英音叉(2)固定在所述定位孔(6)中，且石英音叉(2)的两个管脚穿过所述定位孔(6)，U型结构的底座(4)的两个侧壁上分别开设下V形槽(3)，两个固定块(8)上分别开设上V形槽(3’)，两个固定块(8)分别放置在底座(4)的两个侧壁上，并使上V形槽(3’)与下V形槽(3)对准，通过上V形槽(3’)与下V形槽(3)的全约束夹持方式分别固定两个共振管(1)，并使石英音叉(2)位于两个共振管(1)之间，且与两个共振管(1)不接触，螺钉(7)穿过固定块(8)固定在底座(4)的两个侧壁上；
所述U型结构的底座(4)前端设有连接两个侧壁的凸块(10)，凸块(10)下端开有半圆孔，底座(4)上表面开有半圆孔，两个半圆孔直径相同，形成定位孔(6)，用于固定石英音叉(2)。
2.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述共振管(1)为金属毛线管，且共振管(1)内径满足约束条件f＜fc，其中f为共振频率，fc为截止频率。
3.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述底座(4)上开设两个通孔(5)，用于将封装装置与其他器件固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述石英音叉(2)的共振频率为32kHz—70kHz。
5.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述石英音叉(2)与底座(4)上的定位孔(6)内切进行固定；共振管(1)与上V形槽(3’)、下V形槽(3)内切进行固定。
6.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述共振管(1)对封装装置的共振增强强度大于20％。
7.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述石英音叉(2)与两个共振管(1)之间的间隙为0.05-0.15mm。
8.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述底座(4)、螺钉(7)和固定块(8)均采用不锈钢材料制备。
9.根据权利要求1所述的一种增强型石英音叉的封装装置，其特征在于：所述每个共振管(1)靠近石英音叉(2)一端，露出固定块(8)部分的长度为1-5mm。
CN201410016071.0A 2014-01-14 2014-01-14 一种增强型石英音叉的封装装置 Active CN103795367B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410016071.0A CN103795367B (zh) 2014-01-14 2014-01-14 一种增强型石英音叉的封装装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410016071.0A CN103795367B (zh) 2014-01-14 2014-01-14 一种增强型石英音叉的封装装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103795367A CN103795367A (zh) 2014-05-14
CN103795367B true CN103795367B (zh) 2016-06-01

Family

ID=50670742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410016071.0A Active CN103795367B (zh) 2014-01-14 2014-01-14 一种增强型石英音叉的封装装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103795367B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109655376A (zh) * 2018-09-26 2019-04-19 珠海市新万山仪表有限公司 一种uv型工字梁结构的防滞留新型音叉叉体
CN109975214B (zh) * 2019-04-03 2021-04-23 哈尔滨工业大学 一种石英光声光谱气体浓度检测装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813621A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于声谐振腔的石英音叉增强型光声光谱气体传感装置
CN102680402A (zh) * 2011-11-15 2012-09-19 北京遥测技术研究所 石英音叉增强型光声谱气体池
CN103163080A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于农田多种气体实时在线监测装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003104767A2 (en) * 2002-06-10 2003-12-18 William Marsh Rice University Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy
FR2913492B1 (fr) * 2007-03-09 2009-04-24 Nat De Metrologie Et D Essais Systeme de metrologie optique

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813621A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国科学院安徽光学精密机械研究所 基于声谐振腔的石英音叉增强型光声光谱气体传感装置
CN102680402A (zh) * 2011-11-15 2012-09-19 北京遥测技术研究所 石英音叉增强型光声谱气体池
CN103163080A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于农田多种气体实时在线监测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石英增强光声光谱技术研究与探索;鲍伟义;《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》;20120115;第2012年卷(第01期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103795367A (zh) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205317137U (zh) 一种测玻璃弯曲量的检测工具
CN103795367B (zh) 一种增强型石英音叉的封装装置
AR084877A2 (es) Electronica de medicion y metodos para la verificacion de diagnosticos en caudalimetros
CN102680402B (zh) 石英音叉增强型光声谱气体池
RU2012128112A (ru) Ультразвуковой расходомер, блок преобразователя и способы их изготовления
CN104198320A (zh) 一种手持式快速反应铁量仪
CN203758871U (zh) 真密度及孔隙率分析仪
CN202304733U (zh) 钢筋机械连接残余变形测量装置
CN103728104B (zh) 一种手表防水性能测试治具
CN103994818B (zh) 光纤fp腔声波传感探头
CN203456723U (zh) 用于裸光纤光栅激光器的隔离固定装置
CN103900549B (zh) 一种核磁共振原子陀螺仪表头
CN204128647U (zh) 弹簧秤
CN204495340U (zh) 水平尺
CN203203985U (zh) 一种光学定量装置
CN206395169U (zh) 一种计量工具存放箱
CN204008372U (zh) 一种谐振式液体密度计的驱动
CN203287061U (zh) 一种超声波流量计
CN202188807U (zh) 螺丝头部厚度测量块
CN204461516U (zh) 一种平顶u型质量流量计振管
CN208465906U (zh) 用于氮吸附实验的样品管
CN204666500U (zh) 蛋白质含量速测仪
CN204740231U (zh) 磁性探头
CN205332989U (zh) 方孔对称度量规组件
CN204330702U (zh) 一种气相色谱仪电捕检测器内衬装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant