CN208012660U - 一种宽频响双轴振动温度复合传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种宽频响双轴振动温度复合传感器，包括底座、温度传感器、外壳、子组件基座、两个振动传感器子组件、内屏蔽罩、屏蔽上盖、外屏蔽罩、屏蔽底座、电路板、厚绝缘垫、薄绝缘片和连接器；底座前端固定连接于外壳后端，温度传感器设于内腔中；屏蔽底座设于外壳后端，厚绝缘垫胶粘固定在屏蔽底座后侧，薄绝缘片粘接固定在屏蔽底座的前侧；子组件基座胶粘固定在薄绝缘片前侧，两个振动传感器组件分别横向和竖向固设在子组件基座上，内屏蔽罩固定在子组件基座前侧，电路板胶粘固定在内屏蔽罩前端外侧，屏蔽上盖固定在内屏蔽罩上，外屏蔽罩安装在屏蔽底座上。该结构测量精度高，安装便捷，有利于对设备同一监测位置的振动和温度信号采集。

Description

一种宽频响双轴振动温度复合传感器

技术领域

本实用新型属于复合传感器技术领域，特别涉及一种一体式、宽频响双轴振动温度复合传感器。

背景技术

利用传感器对机械状态的振动和温度信号进行检测，是机械故障诊断中普遍应用且行之有效的方法。机械设备在运行过程中振动和温度作为健康监测的两大最主要的参数，是直接反映机械设备运行状态的主要信号。因此大多数旋转设备通过各种振动传感器、温度传感器获取这些动态的振动和温度信号来监测和诊断设备的运行状态。传统的振动温度传感器对机械设备进行检测的缺陷在于：一是其只能针对某一轴进行检测；二是在安装、固定、信号传输/处理等环节存在不足，安装工作量大、布线繁琐杂乱、测量精度低。

有鉴于此，本发明人对振动温度复合传感器进行深入研究，特别提出一种检测精度更高的宽频响双轴振动温度复合传感器，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽频响双轴振动温度复合传感器，以提高对机械设备的测量精度和安装便捷性，且有利于对设备同一监测位置的振动和温度信号采集，方便状态监测与故障诊断。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种宽频响双轴振动温度复合传感器，包括底座、温度传感器、外壳、子组件基座、两个振动传感器子组件、内屏蔽罩、屏蔽上盖、外屏蔽罩、屏蔽底座、电路板、厚绝缘垫、薄绝缘片和电连接器；

所述外壳前后贯通，底座前端固定连接于外壳后端且将外壳后端封闭，底座开设内腔，温度传感器设于内腔中，该内腔前端开口，温度传感器引出的信号线从开口处进入外壳内；

所述屏蔽底座设于外壳后端，该厚绝缘垫胶粘固定在屏蔽底座后侧，薄绝缘片则粘接固定在屏蔽底座的前侧，所述厚绝缘垫还将外壳内部与底座内腔分隔；该子组件基座胶粘固定在薄绝缘片前侧，该两个振动传感器组件分别横向和竖向固设在子组件基座上，该内屏蔽罩固定在子组件基座前侧且将两个振动传感器子组件罩住，该电路板胶粘固定在所述内屏蔽罩前端外侧，该屏蔽上盖固定在内屏蔽罩上且将电路板罩住，该外屏蔽罩安装在屏蔽底座上且将子组件基座、内屏蔽罩和屏蔽上盖罩住；

所述电连接器固定连接在外壳前端，从电路板引出的信号线依次穿过所述屏蔽上盖和外屏蔽罩后与所述电连接器连接，温度传感器引出的信号线穿过所述外壳后与所述电连接器连接。

优选的，还包括电输出模块，电路板引出的信号线及温度传感器引出的信号线均接入电输出模块的输入端，电输出模块的输出端与所述电连接器连接。

进一步，所述电输出模块包括气体放电二极管和TVS管。

优选的，电连接器包括连接器公头、八芯电缆线、线缆护套和固线座；所述固线座一端与外壳前端固定连接，固线座开设通孔，八芯电缆线前端穿过所述通孔后与信号线连接，八芯电缆线还与固线座压接为一体，八芯电缆线后端与连接器公头连接；所述线缆护套包裹在所述八芯电缆线上。

进一步，还包括压接套环，该压接套环设置在固线座通孔内，固线座借助该压接套环与穿过其通孔的八芯电缆线压接。

进一步，还包括耐压套环，该耐压套环设于外壳内且套于外屏蔽罩上，耐压套环的前端还与固线座套接。

进一步，还包括一防松螺母，该防松螺母同时套置在固线座与外壳上，且防松螺母与固线座之间设有密封圈。

进一步，振动传感器子组件由包括质量块、压电陶瓷和支架组成，所述支架横向或纵向焊接固定在所述子组件基座上，质量块与压电陶瓷依次胶粘在支架上。

进一步，所述底座内腔填充有导热胶。

采用上述方案后，本实用新型制作过程如下：（1）将温度传感器通过治具安装于底座内腔并用导热胶填充其内腔；（2）将胶粘好的两个振动传感器子组件焊接固定在子组件基座上；（3）将底座焊接于外壳后端，厚绝缘垫胶粘固定屏蔽底座后侧、薄绝缘片胶粘固定在屏蔽底座前侧，同时厚绝缘垫后侧与底座胶粘连接，子组件基座通过胶粘薄绝缘片与屏蔽底座及底座固定于一体；（4）将内屏蔽罩焊接固定在屏蔽底座上，电路板胶粘固定在内屏蔽罩上，再将屏蔽上盖焊接在内屏蔽罩上；（5）将八芯线缆穿过固线座的通孔，并通过通孔内的压接套环将其与固线座压接为一体；（6）将温度传感器的信号线与振动传感器的信号线对应焊接于八芯电缆线上；至此完成产品组装。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型使产品使用性能有效提升，实现了双轴振动温度复合传感器的一体式设计，具有的使用温度-40℃~+125℃，频率响应范围0.5~8000Hz（±3dB），温度检测精度为在-15℃～+105℃，误差≤±2℃，在-40℃～-15℃及+105℃～+250℃，误差≤±3℃，热响应时间，；还具有结构紧凑、使用方便的优点以及恒流源供电、电压信号输出、低噪声、低温漂、防浪涌、高绝缘耐压、高可靠性、IP68防护等级的特点。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图。

标号说明

底座1、温度传感器2、外壳3、子组件基座4、振动传感器子组件5，质量块5a，压电陶瓷5b，支架5c，内屏蔽罩6，屏蔽上盖7，外屏蔽罩8，屏蔽底座9，电路板10，厚绝缘垫11，薄绝缘片12，电连接器13，连接器公头13a，八芯电缆线13b，线缆护套13c，固线座13d，压接套环13e，信号线14，点输出模块15，气体放电二极管15a，TVS管15b，耐压套环16。

具体实施方式

本实施例所描述的振动传感器为压电式加速度传感器型式，加速度传感器是将加速度、振动、冲击等物理现象所产生的压力转变成便于测量的电信号的测试仪器。压电式加速度传感器是以压电材料为转换元件，输出与加速度成正比的电荷或电压装置。温度传感器则采用热敏电阻作为温度敏感元件，利用其电阻值随着温度变化而变化的特性来检测机械设备的温度数值。

如图1所示，本实用新型揭示的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，包括底座1、温度传感器2、外壳3、子组件基座4、两个振动传感器子组件5、内屏蔽罩6、屏蔽上盖7、外屏蔽罩8、屏蔽底座9、电路板10、厚绝缘垫11、薄绝缘片12和电连接器13；

外壳3前后贯通，底座1前端固定连接于外壳3后端且将外壳3后端封闭，底座1开设内腔1a，温度传感器2设于内腔1a中，该内腔1a前端开口，温度传感器2引出的信号线14从开口处进入外壳3内，底座内腔1a填充有导热胶；

屏蔽底座9设于外壳3后端，该厚绝缘垫11胶粘固定在屏蔽底座9后侧，薄绝缘片12则粘接固定在屏蔽底座9的前侧，厚绝缘垫11还将外壳3内部与底座内腔1a分隔；该子组件基座4胶粘固定在薄绝缘片12前侧，该两个振动传感器组件5分别横向和竖向固设在子组件基座4上，该内屏蔽罩6固定在子组件基座4前侧且将两个振动传感器子组件5罩住，该电路板10则胶粘固定在内屏蔽罩6前端外侧，该屏蔽上盖7固定在内屏蔽罩6上且将电路板10罩住，该外屏蔽罩8安装在屏蔽底座9上且将子组件基座4、内屏蔽罩6和屏蔽上盖7罩住；可以看出，该结构通过内屏蔽罩6和外屏蔽罩8组成双层的屏蔽结构，利用屏蔽上盖7分隔电路板与振动传感器子组件5，具备良好的防浪涌性能，检测精度高；该结构还集温度传感器2和振动传感器于一体，可将两者传感器同时安装在检测位置上，有利于对设备同一监测位置的振动和温度信号采集，方便状态监测与故障诊断，通过横向和纵向设置两个振动传感器组件5，可以同时检测双轴的振动情况；通过薄绝缘片12和厚绝缘垫11实现高绝缘耐压性能。

电连接器13固定连接在外壳3前端，从电路板10引出的信号线14依次穿过屏蔽上盖7和外屏蔽罩8后与电连接器13连接，温度传感器2引出的信号线14穿过外壳3后与电连接器13连接。

优选的，该复合传感器包括电输出模块15，电路板10引出的信号线14及温度传感器2引出的信号线14均接入电输出模块15的输入端，电输出模块15的输出端与电连接器13连接，具体的该电输出模块15包括气体放电二极管15a和TVS管15b，通过电输出模块15的处理，可实现恒流源供电和电压信号输出。

优选的，电连接器13包括连接器公头13a、八芯电缆线13b、线缆护套13c、固线座13d和压接套环13e；固线座13d一端与外壳3前端固定连接，固线座13d开设通孔，该压接套环13e设置在固线座13d通孔内，固线座13d借助该压接套环13e与穿过其通孔的八芯电缆线13b压接，八芯电缆线13b前端穿过通孔后通过电输出模块15与信号线14连接，八芯电缆线13b后端与连接器公头13a连接；线缆护套13c包裹在八芯电缆线13b上。

进一步，该复合传感器还包括耐压套环16，该耐压套环16设于外壳3内且套于外屏蔽罩8上，耐压套环16的前端还与固线座13d套接。

进一步，该复合传感器还包括防松螺母17，该防松螺母17同时套置在固线座13d与外壳3上，且防松螺母17与固线座13d之间设有密封圈18。

进一步，振动传感器子组件5由包括质量块5a、压电陶瓷5b和支架5c组成，支架5c横向或纵向焊接固定在子组件基座4上，质量块5a与压电陶瓷5b依次胶粘在支架5c上。

采用上述方案后，本实用新型制作过程如下：（1）将温度传感器2通过治具安装于底座内腔1a并用导热胶填充其内腔1a；（2）将胶粘好的两个振动传感器子组件5焊接固定在子组件基座4上；（3）将底座1焊接于外壳3后端，厚绝缘垫11胶粘固定屏蔽底座9后侧、薄绝缘片12胶粘固定在屏蔽底座9前侧，同时厚绝缘垫11后侧与底座1胶粘连接，子组件基座4通过胶粘薄绝缘片12与屏蔽底座9及底座1固定于一体；（4）将内屏蔽罩6焊接固定在屏蔽底座9上，电路板10胶粘固定在内屏蔽罩6上，再将屏蔽上盖7焊接在内屏蔽罩6上；（5）将八芯电缆线13b穿过固线座13d的通孔，并通过通孔内的压接套环13e将其与固线座13d压接为一体；（6）将温度传感器2的信号线14与振动传感器的信号线14对应焊接于八芯电缆线13b上；至此完成产品组装。

本实用新型结构紧凑、使用方便的优点，将振动压电式加速度传感器（即振动传感器子组件5）与采用热敏电阻作为敏感元件的温度传感器2以一体式结构复合，实现对同一检测位置的双轴检测，而且检测精度高，具有低噪声、低温漂、防浪涌、高绝缘耐压、高可靠性、IP68防护等级的特点。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并非对本实用新型的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (9)

1.一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：包括底座、温度传感器、外壳、子组件基座、两个振动传感器子组件、内屏蔽罩、屏蔽上盖、外屏蔽罩、屏蔽底座、电路板、厚绝缘垫、薄绝缘片和电连接器；

所述外壳前后贯通，底座前端固定连接于外壳后端且将外壳后端封闭，底座开设内腔，温度传感器设于内腔中，该内腔前端开口，温度传感器引出的信号线从开口处进入外壳内；

所述屏蔽底座设于外壳后端，该厚绝缘垫胶粘固定在屏蔽底座后侧，薄绝缘片则粘接固定在屏蔽底座的前侧，所述厚绝缘垫还将外壳内部与底座内腔分隔；该子组件基座胶粘固定在薄绝缘片前侧，该两个振动传感器组件分别横向和竖向固设在子组件基座上，该内屏蔽罩固定在子组件基座前侧且将两个振动传感器子组件罩住，该电路板胶粘固定在所述内屏蔽罩前端外侧，该屏蔽上盖固定在内屏蔽罩上且将电路板罩住，该外屏蔽罩安装在屏蔽底座上且将子组件基座、内屏蔽罩和屏蔽上盖罩住；

所述电连接器固定连接在外壳前端，从电路板引出的信号线依次穿过所述屏蔽上盖和外屏蔽罩后与所述电连接器连接，温度传感器引出的信号线穿过所述外壳后与所述电连接器连接。

2.如权利要求1所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：还包括电输出模块，电路板引出的信号线及温度传感器引出的信号线均接入电输出模块的输入端，电输出模块的输出端与所述电连接器连接。

3.如权利要求2所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：所述电输出模块包括气体放电二极管和TVS管。

4.如权利要求1所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：电连接器包括连接器公头、八芯电缆线、线缆护套和固线座；所述固线座一端与外壳前端固定连接，固线座开设通孔，八芯电缆线前端穿过所述通孔后与信号线连接，八芯电缆线还与固线座压接为一体，八芯电缆线后端与连接器公头连接；所述线缆护套包裹在所述八芯电缆线上。

5.如权利要求4所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：还包括压接套环，该压接套环设置在固线座通孔内，固线座借助该压接套环与穿过其通孔的八芯电缆线压接。

6.如权利要求4所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：还包括耐压套环，该耐压套环设于外壳内且套于外屏蔽罩上，耐压套环的前端还与固线座套接。

7.如权利要求4所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：还包括一防松螺母，该防松螺母同时套置在固线座与外壳上，且防松螺母与固线座之间设有密封圈。

8.如权利要求1所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：所述振动传感器子组件由包括质量块、压电陶瓷和支架组成，所述支架横向或纵向焊接固定在所述子组件基座上，质量块与压电陶瓷依次胶粘在支架上。

9.如权利要求1所述的一种宽频响双轴振动温度复合传感器，其特征在于：所述底座内腔填充有导热胶。