CN114184273A - 振动采集装置 - Google Patents

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吕宏益
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    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices

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Abstract

本发明提供一种振动采集装置。振动采集装置包括壳体、振动感测单元以及质量块，壳体用以接触振动源，且内部具有支撑部；振动感测单元设于该支撑部上，用以感测该振动源所产生并经由该支撑部所传递的振动，以生成振动信号；质量块设于该壳体与该振动感测单元之间，且具有凸部以控制该振动信号的品质。

Description

振动采集装置
技术领域
本发明涉及一种振动采集装置，尤其涉及一种可同时具备减少噪声及提高信号接收灵敏度的振动采集装置。
背景技术
现有的压电式振动传感器中，必须通过设置在其内部的质量块(seismic mass)来获得压电信号。例如，将传感器设置在待测物上，待测物的振动可传递至传感器内部的质量块，使得质量块因振动产生的机械能，可以经过压电效应转换为电能，并从中获得压电信号。为了降低压电信号中的噪声量，质量块通常是整个贴附在压电片上，这使得压电片会因为质量块太重而无法检测到细微的振动，进而无法将现有的压电式振动传感器加以活用至其他领域。
因此，有必要提供一种新的振动采集装置，以解决上述课题的其中之一。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种振动采集装置，可具备较为灵敏的感测能力以及具备减少接收噪声的效果。
本发明的振动采集装置，包括壳体，用以接触振动源，且内部具有支撑部；振动感测单元，设于该支撑部上，用以感测该振动源所产生并经由该支撑部所传递的振动，以生成振动信号；以及质量块，设于该壳体与该振动感测单元之间，且具有凸部以控制该振动信号的品质。
前述的振动采集装置中，该质量块通过该凸部而部分接触该振动感测单元。
前述的振动采集装置中，该凸部接触于该振动感测单元的边缘。
前述的振动采集装置中，该支撑部的设置位置对应于该凸部，以使该振动感测单元的中央部位未受该凸部及该支撑部接触而呈现自由状态。
前述的振动采集装置中，该质量块未接触该振动感测单元。
前述的振动采集装置中，该凸部为环形。
前述的振动采集装置中，该振动感测单元为圆形结构或多边形结构(例如三角形结构、矩形结构)。
前述的振动采集装置中，该振动感测单元为压电材料所制成的传感器。
前述的振动采集装置中，该振动为机械运动振动或声音振动。
前述的振动采集装置中，还包括控制件，其穿设该壳体并连接该质量块，用以移动该质量块以控制该质量块是否接触该振动感测单元以及该质量块接触该振动感测单元的压力大小。
本发明的有益效果在于，通过本发明的振动采集装置中振动感测单元与质量块之间的结构设计，可使振动感测单元的中央部位呈现自由状态而可具备较为灵敏的感测能力，并可通过质量块部分接触振动感测单元而可具备减少接收噪声的效果。
附图说明
图1为本发明的振动采集装置的一实施例的剖面示意图。
图2为本发明的振动采集装置的另一实施例的剖面示意图。
图3为本发明的振动采集装置中振动感测单元及质量块的立体分解图。
附图标记如下：
1:振动采集装置
10:壳体
101:支撑部
11:振动感测单元
111:中央部位
12:质量块
121:凸部
13:控制件
2:振动源
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例加以说明本发明的实施方式，而本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其他优点和功效，也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。
请参阅图1，其为本发明的振动采集装置的一实施例的剖面示意图。本发明的振动采集装置1包括壳体10、振动感测单元11以及质量块12。壳体10用以接触振动源2，而壳体10具体为中空状，其内部可具有支撑部101，例如壳体10在接触振动源2的一表面的相对内表面上可设有支撑部101。
振动感测单元11可设于支撑部101上，用以感测振动源2所产生并经由支撑部101所传递的振动，而质量块12可设于壳体10与振动感测单元11之间。具体而言，在图1的实施例中，质量块12可具有凸部121，并通过凸部121而部分接触振动感测单元11，例如，如图3所示，质量块12可为圆形，且凸部121为环形，且振动感测单元11为可对应该环形的圆形结构，使得凸部121可部分接触振动感测单元11的边缘。另外，支撑部101的设置位置也可对应凸部121，例如支撑部101也可为环形，以使得振动感测单元11的中央部位111未受凸部121及支撑部101接触而呈现自由状态。如此一来，当壳体10接触振动源2时，振动源2所产生的振动经由支撑部101传递至振动感测单元11及质量块12，使得质量块12因振动产生的机械能可通过所接触的振动感测单元11的部分而转换成电能，进而产生一第一信号。另外，振动感测单元的中央部位111因未受凸部121及支撑部101所接触，故在振动源2所产生的振动传递至振动感测单元11时，中央部位111会因为振动而会上下运动，进而产生一第二信号。此时第一信号及第二信号即可分别作为不同的振动信号加以输出，或是组合成单一的振动信号来加以输出。
于一实施例中，质量块12可为除了圆形以外的形状，例如三角形、正方形或多边形，而凸部121则可为相对应的三角环形、正方环形或多边环形结构，而振动感测单元11及支撑部101也可为相对应的结构(例如为三角形结构、矩形结构等多边形结构)，以与凸部121对接，但本发明并不以此为限。
请参阅图2，其为本发明的振动采集装置的另一实施例的剖面示意图。与前述的实施例相较，本实施例的不同处在于质量块12未接触振动感测单元11。虽然质量块12未接触振动感测单元11，但是振动源2所产生的振动仍可经由支撑部101传递至振动感测单元11，使得振动感测单元11的中央部位111会因为振动而会上下运动，进而产生振动信号。
图2的实施例与图1的实施例皆因为振动感测单元11的中央部位111呈现自由状态，而可具备有较灵敏的感测能力，而图1的实施例可将质量块12部分接触振动感测单元11，还可具备减少接收噪声的功效。
请同时参阅图1及图2，本发明的振动采集装置1还包括控制件13，控制件13穿设壳体10并连接质量块12，且可用以移动质量块12，例如，控制件13可控制质量块12接触振动感测单元11(如图1所示)，也可控制质量块12未接触振动感测单元11(如图2所示)，甚至可在质量块12接触振动感测单元11时控制质量块12接触振动感测单元11的压力大小，以控制噪声的减少量以及所生成的振动信号的品质。于一实施例中，使用者可根据需求来操作该控制件13以得到不同品质的振动信号。
于一实施例中，振动感测单元11可为压电材料(晶体或陶瓷)所制成的传感器，但本发明并不以此为限。
于一实施例中，振动源2所产生的振动可为机械运动振动或声音振动，使用者可将本发明的振动采集装置1直接贴附在所欲检测的位置，例如物品上，或是音响、喇叭的出声处等等，并可将本发明的振动采集装置1所输出的振动信号转换成如物品的振动频率或声音的振动频率等易于使用者判读的显示模式。
综上所述，通过本发明的振动采集装置中振动感测单元与质量块之间的结构设计，可使振动感测单元的中央部位呈现自由状态而可具备较为灵敏的感测能力，并可通过质量块部分接触振动感测单元而可具备减少接收噪声的效果。因此，本发明的振动采集装置不仅可检测一般机械振动之外，也可检测如声音、脉搏、心率等细微的振动，而可扩大应用领域。
上述实施形态仅为例示性说明本发明的技术原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，本领域技术人员均可在不违背本发明的精神与范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。然任何运用本发明所教示内容而完成的等效修饰及改变，均仍应为权利保护所涵盖。而本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种振动采集装置，其特征在于，包括：
壳体，用以接触振动源，且内部具有支撑部；
振动感测单元，设于该支撑部上，用以感测该振动源所产生并经由该支撑部所传递的振动，以生成振动信号；以及
质量块，设于该壳体与该振动感测单元之间，且具有凸部以控制该振动信号的品质。
2.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该质量块通过该凸部而部分接触该振动感测单元。
3.如权利要求2所述的振动采集装置，其特征在于，该凸部接触于该振动感测单元的边缘。
4.如权利要求3所述的振动采集装置，其特征在于，该支撑部的设置位置对应于该凸部，以使该振动感测单元的中央部位未受该凸部及该支撑部接触而呈现自由状态。
5.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该质量块未接触该振动感测单元。
6.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该凸部为环形。
7.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该振动感测单元为圆形结构或多边形结构。
8.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该振动感测单元为压电材料所制成的传感器。
9.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该振动为机械运动振动或声音振动。
10.如权利要求1所述的振动采集装置，其特征在于，该振动采集装置还包括控制件，其穿设该壳体并连接该质量块，用以移动该质量块以控制该质量块是否接触该振动感测单元以及该质量块接触该振动感测单元的压力大小。
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