CN203811324U - 一种爆震传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种爆震传感器，包括：支撑体、第一绝缘垫圈、压电元件、导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母，所述支撑体包括支撑体底座以及和所述支撑体底座相连接的支撑筒，所述第一绝缘垫圈、压电元件、导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母均依次套装在所述支撑筒的外部，其中所述第一绝缘垫圈被压装在所述支撑体底座上，所述压电元件被直接压装在所述第一绝缘垫圈和所述导电电极之间。根据本实用新型的爆震传感器，具有平稳的灵敏度曲线，因此，易于准确标定。

Description

一种爆震传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器，具体地说，涉及一种应用在汽车发动机领域的爆震传感器。

背景技术

爆震传感器是一种检测汽油机的爆震现象的加速度传感器，主要安装于汽油机的缸体。爆震传感器将在汽油机的燃烧室产生的振动信号转换成电信号，该电信号发送至控制单元，由控制单元进行爆震判定并进行相应控制。

压电式爆震传感器是爆震传感器的一种，这种传感器利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应而工作，也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。压电式传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是：利用谐振特性，当发动机的气缸体出现振动时，将汽油机产生的振动加速度传递到传感器自身配重块上，由于惯性的作用，这个惯性力施加到具有压电效应的压电元件，通过压电元件将振动加速度转换成与汽油机的振动加速度相对应的交流电压，并将该交流电压作为电信号输出给电子控制单元，并根据其值的大小判断爆震强度；或者当振动加速度传递到传感器配重块上时，外壳与配重块之间会产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化，从而产生电压，电子控制单元检测出该电压，并根据其值的大小判断爆震强度。

现有技术的爆震传感器在标定过程中灵敏度偏差很大，导致爆震传感器难以标定准确。而由于爆震传感器的标定不准确，在爆震传感器的使用过程中，往往会发生汽油机未发生爆震但爆震传感器已发出爆震信号，或者汽油机已发生爆震但爆震传感器未发出爆震信号的情形，长期发生这种情形的结果对汽油机的伤害极大。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种爆震传感器，该爆震传感器具有平稳的灵敏度曲线、可以实现易于准确标定的目的。

本实用新型提供了一种爆震传感器，包括：支撑体、第一绝缘垫圈、压电元件、导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母，所述支撑体包括支撑体底座以及和所述支撑体底座相连接的支撑筒，所述第一绝缘垫圈、压电元件、导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母均依次套装在所述支撑筒的外部，其中所述第一绝缘垫圈被压装在所述支撑体底座上，所述压电元件被直接压装在所述第一绝缘垫圈和所述导电电极之间。

进一步地，所述支撑筒为空心柱体。

进一步地，所述支撑筒进一步包括外螺纹。

进一步地，所述螺母通过其内螺纹与所述外螺纹的配合被固定在所述支撑筒的外部。

本实用新型还提供了另外一种爆震传感器，包括：支撑体、第一绝缘垫圈、压电元件、导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母，所述支撑体包括支撑体底座以及和所述支撑体底座相连接的支撑筒，所述第一绝缘垫圈、导电电极、压电元件、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母均依次套装在所述支撑筒的外部，其中所述第二绝缘垫圈被直接压装在所述压电元件上，所述压电元件被直接压装在所述第二绝缘垫圈和所述导电电极之间。

进一步地，所述支撑筒为空心柱体。

进一步地，所述支撑筒进一步包括外螺纹。

进一步地，所述螺母通过其内螺纹与所述外螺纹的配合被固定在所述支撑筒的外部。

根据本实用新型的爆震传感器，通过实验验证，该爆震传感器具有平稳的灵敏度曲线，因此，易于准确标定。该爆震传感器用于汽油机中，可以根据汽油机的工作状态发出准确的爆震信号，因此，可以减小因爆震引起的对汽油机的伤害。同时，由于在结构上进行简化设计，不但简化了生产工艺，还节约原材料成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是爆震传感器的工作原理示意图；

图2是本实用新型一个实施例所述的爆震传感器的爆炸图；

图3是图2所示爆震传感器的局部剖视示意图；

图4是图2所示爆震传感器的正视结构示意图；

图5是本实用新型另一个实施例所述的爆震传感器的爆炸图；

图6是本实用新型所述爆震传感器与现有技术的爆震传感器的灵敏度的对比图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型实现的爆震传感器。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

图1是爆震传感器的工作原理示意图,如图1所示，配重部件1支撑在等效弹簧2上，而压电元件是等效弹簧2的一部分。配重部件1的震动对压电元件产生不断变化的力，使压电元件产生代表配重部件1的振动程度的交流电。

在现有爆震传感器的组合过程中，一直采用多电极的信号传递方式，本申请的发明人通过多方面的尝试和大量的试验惊喜地发现，将电极的数量减少以及重新组合爆震传感器各部件之间的位置关系，不但仍然能够完成爆震传感器的测量汽油机的爆震这一功能，而且还能使爆震传感器的灵敏度曲线变得平稳，从而易于实现对爆震传感器的准确标定。

实施例1

图2至图4示出了本实用新型的一个实施例的爆震传感器。其中，图2是本实用新型一个实施例所述的爆震传感器的爆炸图；图3是图2所示爆震传感器的局部剖视示意图；图4是图2所示爆震传感器的正视结构示意图。

如图2至图4所示，本实施例的爆震传感器包括支撑体10、第一绝缘垫圈20、压电元件30、导电电极40、第二绝缘垫圈50、配重部件60、螺母70以及封装爆震传感器的固定于支撑体10上的由树脂制成的壳体(图中未示出)。其中，所述支撑体10由支撑体底座11以及和所述支撑体底座11相连接的支撑筒12构成。为了实现爆震传感器的功能，所述第一绝缘垫圈20、压电元件30、导电电极40、第二绝缘垫圈50、配重部件60以及螺母70均依次套装在所述支撑筒12的外部。具体地，所述第一绝缘垫圈20被压装在所述支撑体底座11上，所述压电元件30被直接压装在所述第一绝缘垫圈20和所述导电电极40之间，所述第二绝缘垫圈50、配重部件60和螺母70则依次安装在所述导电电极40的上面，从而，汽油机的振动加速度通过配重部件60施加到压电元件30后产生的交流电压可以通过导电电极40输出给电子控制单元。

较佳地，所述爆震传感器的支撑体10具有中心通孔，即支撑体10为空心柱体，所述爆震传感器可通过穿过支撑体10的中心通孔的螺栓安装于汽油机的缸体，从而使得汽油机的振动可传递给爆震传感器的配重部件60和压电元件30。

较佳地，所述爆震传感器的支撑筒12进一步包括外螺纹13，所述螺母70的内部具有内螺纹结构71，从而使得所述螺母70可以通过其内螺纹71与所述支撑筒12的外螺纹13配合进而固定在所述支撑筒12的外部，从而保证了所述第一绝缘垫圈20、压电元件30、导电电极40、第二绝缘垫圈50、配重部件60可以被紧固在支撑提10上。

较佳地，所述支撑体10还包括位于所述支撑体底座11外圈的第一齿形部14和位于所述支撑筒12上部(远离支撑体底座11的方向、位于所述外螺纹13的上部)的第二齿形部15，所述第一齿形部14和第二齿形部15的作用是在注塑形成外壳(图中未示出)时，可以使得所述支撑体10与树脂材料紧密结合，从而保证了壳体封装的牢固性。

实施例2

图5是本实用新型另一个实施例所述的爆震传感器的爆炸图，如图5所示，本实施例的爆震传感器包括支撑体10、第一绝缘垫圈20、导电电极40、压电元件30、第二绝缘垫圈50、配重部件60、螺母70以及封装爆震传感器的固定于支撑体10上的由树脂制成的壳体(图中未示出)。其中，所述支撑体10由支撑体底座11以及和所述支撑体底座11相连接的支撑筒12构成。为了实现爆震传感器的功能，所述第一绝缘垫圈20、导电电极40、压电元件30、第二绝缘垫圈50、配重部件60以及螺母70均依次套装在所述支撑筒12的外部。具体地，所述第一绝缘垫圈20被压装在所述支撑体底座11上，所述导电电极40被压装在所述第一绝缘垫圈20上，所述压电元件30被压装在所述导电电极40上，所述第二绝缘垫圈50被直接压装在所述压电元件30上，所述配重部件60被压装在所述第二绝缘垫圈50上，所述螺母70被安装在所述配重部件60的上部。

较佳地，所述爆震传感器的支撑体10具有中心通孔，即支撑体10为空心柱体，所述爆震传感器可通过穿过支撑体10的中心通孔的螺栓安装于汽油机的缸体，从而使得汽油机的振动可传递给爆震传感器的配重部件60和压电元件30。

较佳地，所述爆震传感器的支撑筒12进一步包括外螺纹13，所述螺母70的内部具有内螺纹结构71，从而使得所述螺母70可以通过其内螺纹71与所述支撑筒12的外螺纹13配合进而固定在所述支撑筒12的外部，从而保证了所述第一绝缘垫圈20、导电电极40、压电元件30、第二绝缘垫圈50、配重部件60可以被紧固在支撑体10上。

较佳地，所述支撑体10还包括位于所述支撑体底座11外圈的第一齿形部14和位于所述支撑筒12上部(远离支撑体底座11的方向、位于所述外螺纹13的上部)的第二齿形部15，所述第一齿形部14和第二齿形部15的作用是在注塑形成外壳(图中未示出)时，可以使得所述支撑体10与树脂材料紧密结合，从而保证了壳体封装的牢固性。

图6是本实用新型所述爆震传感器与现有技术的爆震传感器的灵敏度的对比图。

其中曲线A代表现有技术中带连接器的爆震传感器在标定过程中的灵敏度曲线；曲线B代表现有技术中带连接线的爆震传感器在标定过程中的灵敏度曲线；曲线C代表本实施例的爆震传感器带连接器时在标定过程中的灵敏度曲线；曲线D代表本实施例的爆震传感器带连接线时在标定过程中的灵敏度曲线。

如图6所示，曲线A和曲线B在整个测试频率范围内，灵敏度的线性波动很大，在3KHz时，达到灵敏度的最小值23mV/g左右，在20KHz时，达到灵敏度的最大值48mV/g左右，波动幅度高达23mV/g。因此，对现有技术的爆震传感器来说，不但需要更多的试验来对爆震传感器进行标定，而且不易标定准确。而曲线C、D从3KHz的频率开始至20KHz，二者的灵敏度基本一直维持在30～40mV/g之间，只有在12KHz和17.5KHz～20KHz时超过了40mV/g，并且最大值也没有超过46mV/g。可见，本实施例的爆震传感器的灵敏度十分稳定。由于灵敏度十分稳定，本实施例的爆震传感器在标定时所需的试验次数相对减少，并且易于准确标定。而且，本实用新型的爆震传感器具有更广的适用范围，例如相对于现有技术的爆震传感器而言更适于在具有较高的爆震频率的小型车中应用。

从以上的描述中可以看出，本实施例实现了如下技术效果：爆震传感器具有平稳的灵敏度曲线，因此，易于准确标定。该爆震传感器用于汽油机中，能根据汽油机的工作状态发出准确的爆震信号，因此，可以减小因爆震引起的对汽油机的伤害。进一步地，由于在结构上进行简化设计，取消了一个导电电极，不但简化生产工艺，还节约原材料成本。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种爆震传感器，包括：

支撑体(10)、第一绝缘垫圈(20)、压电元件(30)、导电电极(40)、第二绝缘垫圈(50)、配重部件(60)以及螺母(70)，所述支撑体(10)包括支撑体底座(11)以及和所述支撑体底座(11)相连接的支撑筒(12)，

其特征在于，

所述第一绝缘垫圈(20)、压电元件(30)、导电电极(40)、第二绝缘垫圈(50)、配重部件(60)以及螺母(70)均依次套装在所述支撑筒(12)的外部，其中所述第一绝缘垫圈(20)被压装在所述支撑体底座(11)上，所述压电元件(30)被直接压装在所述第一绝缘垫圈(20)和所述导电电极(40)之间。

2.根据权利要求1所述的爆震传感器，其特征在于，所述支撑筒(12)为空心柱体。

3.根据权利要求2所述的爆震传感器，其特征在于，所述支撑筒(12)进一步包括外螺纹(13)。

4.根据权利要求3所述的爆震传感器，其特征在于，所述螺母(70)通过其内螺纹(71)与所述外螺纹(13)的配合被固定在所述支撑筒(12)的外部。

5.一种爆震传感器，包括：

支撑体(10)、第一绝缘垫圈(20)、压电元件(30)、导电电极(40)、第二绝缘垫圈(50)、配重部件(60)以及螺母(70)，所述支撑体(10)包括支撑体底座(11)以及和所述支撑体底座(11)相连接的支撑筒(12)，

其特征在于，

所述第一绝缘垫圈(20)、导电电极(40)、压电元件(30)、第二绝缘垫圈(50)、配重部件(60)以及螺母(70)均依次套装在所述支撑筒(12)的外部，其中所述第二绝缘垫圈(50)被直接压装在所述压电元件(30)上，所述压电元件(30)被直接压装在所述第二绝缘垫圈(50)和所述导电电极(40)之间。

6.根据权利要求5所述的爆震传感器，其特征在于，所述支撑筒(12)为空心柱体。

7.根据权利要求6所述的爆震传感器，其特征在于，所述支撑筒(12)进一步包括外螺纹(13)。

8.根据权利要求7所述的爆震传感器，其特征在于，所述螺母(70)通过其内螺纹(71)与所述外螺纹(13)的配合被固定在所述支撑筒(12)的外部。