CN211602025U - 一种双轴振动温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双轴振动温度传感器，该传感器包括：外壳(1)；2个加速度传感器组件(2)，相互垂直地设置于所述外壳(1)内；1个温度传感器组件(3)，设置于所述外壳(1)内；和连接器(4)，设置于所述外壳(1)上，且与所述加速度传感器组件(2)和所述温度传感器组件(3)连接。本实用新型能够实时监测设备的温度变化，同时，对设备的振动加速度进行监测。

Description

一种双轴振动温度传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种双轴振动温度传感器。

背景技术

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。其通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。其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。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

温度振动传感器是加速度传感器和温度传感器相结合的复合传感器，其在工业中应用广泛，如电力、轨道交通、工程机械等领域，主要用于监测重要设备的健康状态，并要求温度振动传感器具有很高的振动检测与温度监测精度。但目前，传统的温度振动传感器的测量精度较低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种双轴振动温度传感器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种双轴振动温度传感器，该传感器包括：

外壳；

2个加速度传感器组件，相互垂直地设置于所述外壳内；

1个温度传感器组件，设置于所述外壳内；和

连接器，设置于所述外壳上，且与所述加速度传感器组件和所述温度传感器组件连接。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，所述加速度传感器组件包括：

支架，包括连接于外壳的连接部和与所述连接部连接的支撑部；

压电陶瓷，套设于所述支撑部；

质量块，套设于所述压电陶瓷；

调理电路板，连接于所述质量块；

屏蔽罩，罩设并连接于所述连接部，与所述连接部形成一容纳腔，所述支撑部、所述压电陶瓷、所述质量块和所述调理电路板置于所述容纳腔内；和

防浪涌电路板，设置于所述屏蔽罩外。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，所述加速度传感器组件还包括：

绝缘片，设置于所述外壳与所述连接部之间。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，所述外壳内设置有3个空腔，2个所述加速度传感器组件和1个所述温度传感器组件分别置于3个所述空腔内。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，设置所述加速度传感器组件的所述空腔内填充有环氧树脂胶。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，设置所述温度传感器组件的所述空腔内填充有导热胶。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，3个所述空腔对应的所述外壳上设置开口。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，设置所述加速度传感器组件的2个所述空腔对应的所述开口的方向相互垂直。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，设置所述加速度传感器组件的2个所述空腔对应的所述开口以上盖密封。

进一步的，所述的双轴振动温度传感器，设置所述温度传感器组件的所述空腔对应的所述开口处连接所述连接器。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型提供的一种双轴振动温度传感器，其包括两个正交轴的加速度振动传感器组件和一个温度传感器组件，能够实时监测设备的温度变化，同时，对设备两个轴向的振动加速度进行监测。

2.本实用新型提供的一种双轴振动温度传感器，还设置有屏蔽罩和防浪涌电路板，对加速度振动传感器组件中的调理电路板进行屏蔽保护，能够防止外界电磁信号干扰，提高加速度振动传感器组件的测量精度和稳定性。

附图说明

图1-3示出本实用新型提供的双轴振动温度传感器的结构拆分示意图；

图4示出本实用新型提供的双轴振动温度传感器的结构示意图；

图5示出图4中C-C截面示意图；

图6示出图4中D-D截面示意图。

附图标记说明：1-外壳、11-空腔、12-环氧树脂胶、13-导热胶、2-加速度传感器组件、21-支架、211-连接部、212-支撑部、22-压电陶瓷、23-质量块、24-调理电路板、25-屏蔽罩、26-绝缘片、27-防浪涌电路板、3-温度传感器组件、4-连接器、5-上盖。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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更加详细的描述。所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例的双轴振动温度传感器用于检测待测设备的健康情况，且能够对待测设备的两个正交轴向的振动加速度进行监测，同时，能够实时监测待测设备的温度变化。双轴振动温度传感器能够采集待测设备的振动数据和温度数据，并进一步地将振动数据和温度数据转换成电信号，然后将该电信号发送到其它设备进行后续分析处理，进而监测待测设备两个正交轴向的加速度和实时温度。

图1-3示出本实用新型提供的双轴振动温度传感器的结构拆分示意图。该双轴振动温度传感器包括外壳1、2个加速度传感器组件2、1个温度传感器组件3和连接器4。外壳1用于为2个加速度传感器组件2和1个温度传感器组件3提供安装基础。外壳1能够将2个加速度传感器组件2和1个温度传感器组件3封装在其内部，从而对2个加速度传感器组件2和1个温度传感器组件3形成保护。外壳1内设置1个温度传感器组件3和2个加速度传感器组件2，且2个加速度传感器组件的中轴线呈相互垂直设置。2个加速度传感器组件分别用于检测X轴、Y轴方向上的加速度，X轴和Y轴相互垂直。连接器4设置于外壳1上，且分别连接于2个加速度传感器组件2和1个温度传感器组件3。2个加速度传感器组件2和1个温度传感器组件3通过连接器与外部设备电气连接，从而能够将自身的输出信号发送到外部设备。

在一实施例中，图4示出本实用新型提供的双轴振动温度传感器的结构示意图。具体的是，图5为图4中C-C截面示意图，其示出了加速度传感器组件的结构示意图。加速度传感器组件2包括支架21、屏蔽罩25、压电陶瓷22、质量块23、调理电路板24和防浪涌电路板27。支架21包括连接于外壳1的连接部211和连接于连接部211的支撑部212。压电陶瓷22具有通孔，其套设于支撑部212上，其能够耐受高温，并且可以保持较低的灵敏度温漂。优选的是，支撑部212的外壁与压电陶瓷22的内壁通过胶粘方式连接。质量块23具有通孔，其套设于压电陶瓷22上。优选的是，压电陶瓷22的外壁与质量块23的内壁通过胶粘方式连接。由于压电陶瓷22与支撑部212及压电陶瓷22与质量块23之间直接接触且过盈配合，不需要设置中间连接层，因此，提高了加速度传感器组件2的整体刚度，改善了加速度传感器组件2的频响特性，也大大减小了在高温环境下使用时应力波动的问题，高温特性好。因此，具有该加速度传感器组件的双轴振动温度传感器具有良好的频响特性及谐振性能，能够保证检测结果的准确性。调理电路板24连接于质量块23，具体的是，调理电路板24固定在质量块23上。优选的是，调理电路板24的底面与质量块23的端面通过胶粘方式连接。屏蔽罩25罩设并连接于连接部211，与连接部211形成一容纳腔，即该容纳腔中容纳了支撑部212、压电陶瓷22、质量块23和调理电路板24，以避免外界对压电陶瓷22、质量块23和调理电路板24产生信号干扰，保证双轴振动温度传感器的检测结果的准确性。

优选的是，屏蔽罩25的底端与连接部211的周边通过焊接方式连接。防浪涌电路板27设置于屏蔽罩25外。优选的是，防浪涌电路板27的底面与屏蔽罩25的上端面(图5中屏蔽罩的右侧端面)通过胶粘方式连接。优选的是，调理电路板24为压电式加速度调理电路板。

进一步的，加速度传感器组件2还包括绝缘片26，其设置于外壳1与连接部211之间。优选的是，绝缘片26与外壳1通过胶粘方式连接。

如图5所示，压电陶瓷22包括相对的内环面及外环面。压电陶瓷22的内环面套接在支撑部212上，且压电陶瓷22位于连接部211的上方并悬空设置。压电陶瓷22的内环面的直径小于支撑部212的直径，压电陶瓷22与支撑部212之间直接接触且过盈配合。质量块23包括相对的内环面及外环面。质量块23的内环面套接在压电陶瓷22的外环面上，且质量块23位于连接部211的上方并悬空设置。质量块23的内环面的直径小于压电陶瓷22的外环面的直径，压电陶瓷22与质量块23之间直接接触且过盈配合。具体的是，质量块23的上端面(图5中质量块的右侧端面)高出压电陶瓷22的上端面(图5中压电陶瓷的右侧端面)，以便于调理电路板24的底面与质量块23的端面连接。

可以理解的是，压电陶瓷22、质量块23并不仅限为圆环形结构体，在一些可选的实施例中，还可以采用多边形环结构体，相应的，支撑部212可以为多边形柱状结构，只要能够满足加速度传感器组件2的使用要求均可。

在一实施例中，连接器4优选为但不局限于五芯连接器，其焊接于外壳1外部。2个加速度传感器组件2分别连接于该五芯连接器的2根pin针，温度传感器组件3连接于该五芯连接器的三根pin针。

在一实施例中，外壳1内设置有3个空腔，2个加速度传感器组件和1个温度传感器组件分别置于3个空腔内，即2个加速度传感器组件和1个温度传感器组件各置于1个空腔内。设置加速度传感器组件2的空腔11内填充有环氧树脂胶12，即空腔11内除加速度传感器组件2所占据的空间，其他间隙填充有环氧树脂胶12。设置温度传感器组件3的空腔11内填充有导热胶13(如图6所示)，即空腔11内除温度传感器组件3所占据的空间，其他间隙填充有导热胶13。3个空腔11对应的外壳1上设置开口，其中，设置加速度传感器组件的2个空腔对应的开口方向相互垂直，以上盖5密封。上盖5优选为但不局限于与外壳1通过焊接方式连接。完成导热胶的充填工作后，将盖体5的外周表面与外壳1的开口边沿采用焊接的方式连接固定，从而保证空腔11处于密封状态，避免导热胶泄漏。本实施例的盖体5为板状结构。设置温度传感器组件3的空腔11对应的开口以连接器4密封。连接器4优选为但不局限于与外壳1通过焊接方式连接。

在一实施例中，外壳1优选为但不局限于正方体结构，也可为长方体或其他不规则形状。3个空腔11对应的3个开口分别设置于外壳1的正方体结构的相互垂直的3个面上，便于2个加速度传感器组件2呈相互垂直设置。开口优选为但不局限于圆形，连接部211形状与开口相对应。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种双轴振动温度传感器，其特征在于，该传感器包括：

外壳(1)；

2个加速度传感器组件(2)，相互垂直地设置于所述外壳(1)内；

1个温度传感器组件(3)，设置于所述外壳(1)内；和

连接器(4)，设置于所述外壳(1)上，且与所述加速度传感器组件(2)和所述温度传感器组件(3)连接；

所述加速度传感器组件(2)包括：

支架(21)，包括连接于外壳(1)的连接部(211)和与所述连接部(211)连接的支撑部(212)；

压电陶瓷(22)，套设于所述支撑部(212)；

质量块(23)，套设于所述压电陶瓷(22)；

调理电路板(24)，连接于所述质量块(23)；

屏蔽罩(25)，罩设并连接于所述连接部(211)，与所述连接部(211)形成一容纳腔，所述支撑部(212)、所述压电陶瓷(22)、所述质量块(23)和所述调理电路板(24)置于所述容纳腔内；和

防浪涌电路板(27)，设置于所述屏蔽罩(25)外。

2.根据权利要求1所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，所述加速度传感器组件(2)还包括：

绝缘片(26)，设置于所述外壳(1)与所述连接部(211)之间。

3.根据权利要求1或2所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，所述外壳(1)内设置有3个空腔(11)，2个所述加速度传感器组件(2)和1个所述温度传感器组件(3)分别置于3个所述空腔(11)内。

4.根据权利要求3所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，设置所述加速度传感器组件(2)的所述空腔(11)内填充有环氧树脂胶(12)。

5.根据权利要求3所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，设置所述温度传感器组件(3)的所述空腔(11)内填充有导热胶(13)。

6.根据权利要求3所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，3个所述空腔(11)对应的所述外壳(1)上设置开口。

7.根据权利要求6所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，设置所述加速度传感器组件(2)的2个所述空腔(11)对应的所述开口的方向相互垂直。

8.根据权利要求6所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，设置所述加速度传感器组件(2)的2个所述空腔(11)对应的所述开口以上盖(5)密封。

9.根据权利要求6所述的双轴振动温度传感器，其特征在于，设置所述温度传感器组件(3)的所述空腔(11)对应的所述开口处连接所述连接器(4)。

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