CN208635813U - 一种骨料埋入式压电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种骨料埋入式压电传感器，包括压电元件和隔层垫片，所述压电元件上下两端均设置有基片，基片的一侧一体成型有咬接头，咬接头通过其内侧的齿卡接导线，所述压电元件和基片设置在两个对称的隔层垫片之间。本实用新型采用新型配比的复合型封装材料，具有良好的力学性能和防水性能，与混凝土结构具有很好的相容性，保证传感器测量效果的准确性，使该传感器可以充分适应我国的气候坏境，增强传感器的耐腐蚀性能，延长传感器的使用寿命，选用PZT‑5压电陶瓷作为压电元件的材料，确保交通动态监测数据的可靠性，也可用于结构的健康检测，设置的隔层垫片和网环套极大的提高该传感器抗循环疲劳荷载的能力，可以很好地满足使用要求。

Description

一种骨料埋入式压电传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体是一种骨料埋入式压电传感器。

背景技术

传感器在道路检测领域被广泛应用，我国幅员辽阔，不同区域、不同季节的气候差异比较突出，传感器埋入混凝土内部不可避免地会受到各种外界复杂环境的影响，再加上我国道路基础设施建设进程的加快，车辆越来越多，超速超载现象、交通事故频发，交通负担也日益加重，如何优化和改善现有传感器的制造工艺并建立一整套完善的交通监测及管理系统成为研究的热点；对于骨料埋入式压电传感器来说，其封装材料的防水性能、力学性能以及微观性能对传感器的输出性能影响特别大。材料的耐久性好，耐腐性好、线性膨胀系数小，并与混凝土结构具有很好的相容性也是保障传感器有效工作的关键。

目前市场上的商用传感器大多用金属材料封装，该类传感器与混凝土结构的弹性模量存在固有的差异，埋入结构中会存在与混凝土界面不相容问题，混凝土在受外力作用进入非线性阶段时，金属外壳和混凝土连接界面应力集中容易分离，严重影响压电传感器的输出性能和监测精度。又由于我国幅员辽阔，各个地区气候环境变化不一，传感器易受腐蚀，耐久性差，使得测量结果失效不准确。

因此，本领域技术人员提供了一种骨料埋入式压电传感器，以解决上述背景技术中提出的问题，以实现车辆动态称重、交通量检测、结构健康检测等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种骨料埋入式压电传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种骨料埋入式压电传感器，包括压电元件和隔层垫片，所述压电元件上下两端均设置有基片，基片的一侧一体成型有咬接头，咬接头通过其内侧的齿卡接导线，再通过锡焊焊接固定，所述压电元件和基片设置在隔层两个对称的垫片之间，两个对称的所述隔层垫片的定位环之间一体成型有网环套，所述压电元件、基片,和隔层垫片外侧浇筑有封装层。

作为本实用新型进一步的方案：所述封装层的外部形状为柱状；

作为本实用新型再进一步的方案：所述压电元件的材料为PZT-5压电陶瓷，压电元件的厚度为1.5mm，PZT-5在力学动态检测中具有较高的灵敏度，频率独立性好，稳定性及线性度也好，压电应变常数与PZT-4和PZT-8压电陶瓷相比较高，属于接受型压电陶瓷，可以作为应力应变传感器，能够识别微小的应力应变，更加适合用于土木工程结构健康监测与诊断；PZT-5压电陶瓷良好的频率独立性和线性性能也保证了其在交通动态监测领域应用的可行性。

作为本实用新型再进一步的方案：所述基片的材料为铜，铜质的基片具有良好的导电性。

作为本实用新型再进一步的方案：所述隔层垫片和网环套6的材料均为ABS树脂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用新型配比的复合型封装材料，具有良好的力学性能和防水性能，与混凝土结构具有很好的相容性，保证传感器测量效果的准确性，使该传感器可以充分适应我国的气候坏境，增强传感器的耐腐蚀性能，延长传感器的使用寿命，选用PZT-5压电陶瓷作为压电元件的材料，确保交通动态监测数据的可靠性，也可用于结构的健康检测，设置的隔层垫片和网环套极大的提高该传感器抗循环疲劳荷载的能力，可以很好地满足使用要求。

附图说明

图1为骨料埋入式压电传感器的结构示意图。

图2图1中A处结构图。

图3为骨料埋入式压电传感器中基片的结构示意图。

图4为骨料埋入式压电传感器中基片的侧视图。

图5为骨料埋入式压电传感器中压电元件的结构示意图。

图6为骨料埋入式压电传感器中隔层垫片的结构示意图。

图7为骨料埋入式压电传感器中隔层垫片与网环套的连接结构图。

图8为骨料埋入式压电传感器的结构图。

图中：封装层1、隔层垫片2、压电元件3、基片4、咬接头5、网环套6、导线7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～8，本实施例中，一种骨料埋入式压电传感器，包括压电元件3和隔层垫片2，所述压电元件3上下两端均设置有基片4，基片4的一侧一体成型有咬接头5，咬接头5通过其内侧的齿卡接导线7，再通过锡焊焊接固定，所述压电元件3和基片4设置在两个对称的隔层垫片2之间，两个对称的所述隔层垫片2的定位环之间一体成型有网环套6，所述压电元件3、基片4和隔层垫片2外侧浇筑有封装层1。

所述封装层1的外部形状为柱状。

所述压电元件3的材料为PZT-5压电陶瓷，压电元件3的厚度为1.5mm，PZT-5在力学动态检测中具有较高的灵敏度，频率独立性好，稳定性及线性度也好，压电应变常数与PZT-4和PZT-8压电陶瓷相比较高，属于接受型压电陶瓷，可以作为应力应变传感器，能够识别微小的应力应变，更加适合用于土木工程结构健康监测与诊断；PZT-5压电陶瓷良好的频率独立性和线性性能也保证了其在交通动态监测领域应用的可行性。

所述基片4的材料为铜，铜质的基片4具有良好的导电性。

所述隔层垫片2和网环套6的材料均为ABS树脂。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种骨料埋入式压电传感器，包括压电元件(3)和隔层垫片(2)，其特征在于，所述压电元件(3)上下两端均设置有基片(4)，基片(4)的一侧一体成型有咬接头(5)，咬接头(5)通过其内侧的齿卡接导线(7)，所述压电元件(3)和基片(4)设置在两个对称的隔层垫片(2)之间，两个对称的所述隔层垫片(2)的定位环之间一体成型有网环套(6)，所述压电元件(3)、基片(4)和隔层垫片(2)外侧浇筑有封装层(1)。

2.根据权利要求1所述的骨料埋入式压电传感器，其特征在于，所述封装层(1)的外部形状为柱状。

3.根据权利要求1所述的骨料埋入式压电传感器，其特征在于，所述压电元件(3)的材料为PZT-5压电陶瓷，压电元件(3)的厚度为1.5mm。

4.根据权利要求1所述的骨料埋入式压电传感器，其特征在于，所述基片(4)的材料为铜。

5.根据权利要求1所述的骨料埋入式压电传感器，其特征在于，所述隔层垫片(2)和网环套(6)的材料均为ABS树脂。