CN209372215U - 一种高温宽频压电式振动传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温宽频压电式振动传感器，其包含：底座、绝缘片、压电陶瓷、质量块、外壳、记忆热缩环、环状电极、片状电极、上盖及两芯连接器插座；底座上设置安装治具，记忆热缩环安放在底座上，在记忆热缩环与底座之间依次安装质量块、压电陶瓷、环状电极、压电陶瓷、片状电极及绝缘片，质量块、压电陶瓷、电极片和绝缘片通过记忆热缩环受热收缩以后固定在底座上；在核心子组件上安装外壳，外壳上径向设置两芯连接器插座，将正负极信号线分别焊接在两芯连接器插座的插针上，使核心子组件产生的正负极信号通过红黑信号线传出到两芯连接器的插针上。本实用新型填补了国内高温高灵敏度高宽频响应性能的压电式振动传感器空白。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器的技术领域，特别是指一种高温宽频压电式振动传感器。
背景技术
现有技术中，高温压电式加速度传感器受制于结构设计、材料以及生产工艺的局限性，造成产品性能不稳定，频率响应范围窄，精度不高等问题。为了解决上述问题，国内外普遍采用三角底座安装结构，其既能满足高温又宽频的振动传感器研发水平：使用温度260℃且灵敏度为20pC/g±5％的扫频范围最高宽频仅到1～12000Hz，其中能保证的精度为1～9000Hz是±5％，1～12000Hz是±1dB。
由于振动传感器对航空、航天、舰船发动机的高温部位振动测量应用的飞速发展，使得监测系统对传感器高温度、高灵敏度以及高频率响应等要求越来越高。现有技术的振动传感器，由于结构设计不合理，高温的使用环境、高灵敏度、高频率响应等级低。然而，随着科技工业水平的提高，在航空、航天、舰船等领域对传感器的高温宽频响应范围要求日益提高使得现有的高温宽频压电式振动传感器无法满足所述要求。因此，很有必要在现有技术的基础之上设计研发一款高温、高灵敏度、高宽频响应等级的压电式振动传感器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种高温、高灵敏度、高频率响应等性能好，同时具备绝缘性及温度响应等级高的高温宽频压电式振动传感器。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种高温宽频响应压电式振动传感器，其包含：底座、绝缘片、压电陶瓷、质量块、外壳、记忆热缩环、环状电极、片状电极、上盖及两芯连接器插座；其中底座、绝缘片、压电陶瓷、质量块、记忆热缩环、环状电极及片状电极组成核心子组件，底座上设置安装治具，将记忆热缩环安放在底座上，在记忆热缩环与底座之间依次安装质量块、压电陶瓷、环状电极、压电陶瓷、片状电极及绝缘片，质量块、压电陶瓷、电极片和绝缘片通过记忆热缩环受热收缩以后固定在底座上；在核心子组件上安装外壳，外壳上径向设置两芯连接器插座，将正负极信号线分别焊接在两芯连接器插座的插针上，使核心子组件产生的正负极信号通过红黑信号线传出到两芯连接器的插针上，外壳的轴向位置安装上盖。
进一步，所述的在底座上等距设置三个纵向平面，三个纵向平面与记忆热缩环之间依次安装质量块、压电陶瓷、环状电极、压电陶瓷、片状电极及绝缘片，质量块、压电陶瓷、电极片和绝缘片通过记忆热缩环受热收缩以后固定在底座上，形成三角剪切结构；在压电陶瓷与压电陶瓷之间的环状电极构成负极，在压电陶瓷与绝缘片之间片状电极构成正极。
进一步，所述红黑信号线的一端剥掉约2mm绝缘层形成裸露的金属导体，金属导体通过压阻焊方式分别压阻焊在核心子组件的正负极处。
进一步，正负极的信号引到两芯连接器插座的插针并焊接连接。
进一步，所述外壳、底座和两芯连接器插座采用焊接连接。
采用上述结构后，本实用新型高温宽频压电式振动传感器采用三角剪切结构，具有灵敏度高、扫频范围宽且精度高、绝缘性、温度响应好等优点，重要技术指标最高宽频可达到15000Hz，其中5～10000Hz范围内可以达到±5％，5～15000Hz范围内可以达到±10％。填补了国内高温高灵敏度高宽频响应性能的压电式振动传感器空白。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的结构剖视图。
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型的原理阐述：高温宽频振动传感器是将加速度(或速度)、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。高温宽频振动传感器是以压电材料为转换元件，输出与加速度(或速度)成正比的电荷装置。
如图1及图2所示，本实用新型揭示了一种高温宽频压电式振动传感器，其包括包含底座1、绝缘片2、压电陶瓷3、质量块4、外壳5、记忆热缩环6、环状电极7、片状电极8、上盖9及两芯连接器插座10。其中，底座1、绝缘片2、压电陶瓷3、质量块4、记忆热缩环6、环状电极7及片状电极8组成核心子组件，其安装过程为在底座1上套安装治具上，将记忆热缩环6安放在底座1上，在记忆热缩环6与底座1之间依次安装质量块4、压电陶瓷3、环状电极7、压电陶瓷3、片状电极8及绝缘片2，该质量块4、压电陶瓷4、电极片7和绝缘片2通过记忆热缩环6受热收缩以后固定在底座1上；在核心子组件的基础上安装外壳5，外壳5上径向设置两芯连接器插座10，将正负极信号线分别焊接在两芯连接器插座10的插针上，此时即可将核心组件产生的正负极信号通过红黑信号线传出到两芯连接器的插针上，最后在外壳5轴向位置安装上盖9。本发明所涉及到的结构：底座1、绝缘片2、压电陶瓷3、质量块4、外壳5、记忆热缩环6、环状电极7、片状电极8、上盖9及两芯连接器插座10；不限于特定形状和尺寸，类似组成、尺寸、形状及结构均落入本实用新型保护范畴。
制作过程：首先将底座1、绝缘片2、压电陶瓷3、质量块4、记忆热缩环6、环状电极7、片状电极8组成核心子组件，其安装过程为在底座1上套安装治具(关键工艺)，将记忆热缩环6安放在底座1上，在记忆热缩环6与底座1之间依次并安装质量块4、压电陶瓷3、环状电极7、压电陶瓷3、片状电极8、绝缘片2，该质量块4、压电陶瓷3、电极片7和绝缘片2通过记忆热缩环6受热收缩以后固定在底座1上；在核心子组件的基础上安装外壳5，外壳5上径向设置两芯连接器插座10，将正负极信号线分别焊接在两芯连接器插座10的插针上，此时即可将核心组件产生的正负极信号通过红黑信号线传出到两芯连接其的插针上，最后在外壳5轴向位置安装上盖。
具体实施步骤一：如图1所示，将底座1、绝缘片2、压电陶瓷3、质量块4、记忆热缩环6、环状电极7及片状电极8组成核心子组件。在底座1上等距设置三个纵向平面，在三个纵向平面与记忆热缩环6之间依次安装质量块4、压电陶瓷3、环状电极7、压电陶瓷3、片状电极8、绝缘片2，该质量块4、压电陶瓷3、电极片7和绝缘片2通过记忆热缩环6受热收缩以后固定在底座1上，形成三角剪切结构；在压电陶瓷3与压电陶瓷3之间的环状电极7构成负极，在压电陶瓷3与绝缘片2之间片状电极8构成正极；
具体实施步骤二：见图1，将红黑信号线即正负极信号线一端剥掉约2mm绝缘层，并将裸露出的金属导体通过压阻焊方式分别压阻焊在正负极处；
具体实施步骤三：见图1，底座1与外壳5焊接连接；
具体实施步骤四：见图1，将外壳5和两芯连接器插座10焊接连接；
具体实施步骤五：见图1，将正负极的信号引到两芯连接器10的插针焊接连接；
具体实施步骤六：见图1将上盖9与外壳5焊接连接即构成一款高温宽频振动传感器。
本实用新型具有高温、高灵敏度、高频率响应等性能，同时具备绝缘性及温度响应等级高的优点。本实用新型的具体性能表现有：使用温度为-55℃～260℃，高灵敏度20pC/g(±5％)、高频率响应，最高可达到15000Hz，其中5～10000Hz范围内可以达到±5％，5～15000Hz范围内可以达到±10％。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (5)
1.一种高温宽频压电式振动传感器，其特征在于，包含：底座、绝缘片、压电陶瓷、质量块、外壳、记忆热缩环、环状电极、片状电极、上盖及两芯连接器插座；其中，底座、绝缘片、压电陶瓷、质量块、记忆热缩环、环状电极及片状电极组成核心子组件，底座上设置安装治具，将记忆热缩环安放在底座上，在记忆热缩环与底座之间依次安装质量块、压电陶瓷、环状电极、压电陶瓷、片状电极及绝缘片，质量块、压电陶瓷、电极片和绝缘片通过记忆热缩环受热收缩以后固定在底座上；在核心子组件上安装外壳，外壳上径向设置两芯连接器插座，将正负极信号线分别焊接在两芯连接器插座的插针上，使核心子组件产生的正负极信号通过红黑信号线传出到两芯连接器的插针上，外壳的轴向位置安装上盖。
2.如权利要求1所述的一种高温宽频压电式振动传感器，其特征在于：所述的在底座上等距设置三个纵向平面，三个纵向平面与记忆热缩环之间依次安装质量块、压电陶瓷、环状电极、压电陶瓷、片状电极及绝缘片，质量块、压电陶瓷、电极片和绝缘片通过记忆热缩环受热收缩以后固定在底座上，形成三角剪切结构；在压电陶瓷与压电陶瓷之间的环状电极构成负极，在压电陶瓷与绝缘片之间片状电极构成正极。
3.如权利要求1所述的一种高温宽频压电式振动传感器，其特征在于：所述红黑信号线的一端具有裸露的金属导体，金属导体通过压阻焊方式分别压阻焊在核心子组件的正负极处。
4.如权利要求1所述的一种高温宽频压电式振动传感器，其特征在于：正负极的信号引到两芯连接器插座的插针并焊接连接。
5.如权利要求1所述的一种高温宽频压电式振动传感器，其特征在于：所述外壳、底座和两芯连接器插座采用焊接连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114441802A (zh) * | 2020-11-02 | 2022-05-06 | 基斯特勒控股公司 | 加速度传感器 |
| CN117825747A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种中心质量块加速度传感器及其工作方法 |
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| CN117825747A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种中心质量块加速度传感器及其工作方法 |
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Denomination of utility model: A high temperature broadband piezoelectric vibration sensor Effective date of registration: 20210721 Granted publication date: 20190910 Pledgee: Xiamen finance Company limited by guarantee Pledgor: Xiamen Niell Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2021980006525 |
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Date of cancellation: 20220915 Granted publication date: 20190910 Pledgee: Xiamen finance Company limited by guarantee Pledgor: XIAMEN NIELL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980006525 |
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Denomination of utility model: A high temperature and wide frequency piezoelectric vibration sensor Effective date of registration: 20230215 Granted publication date: 20190910 Pledgee: China Everbright Bank Limited by Share Ltd. Xiamen branch Pledgor: XIAMEN NIELL ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2023980032533 |