CN220894346U - 一种小型双轴高温振动加速度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型双轴高温振动加速度传感器，包括传感器壳体、底座、传感器核心组件和紧固件，传感器核心组件通过紧固件安装在底座上；传感器核心组件包括质量块和两个轴向垂直叠放的剪切型晶体，质量块和两个剪切型晶体之间设置有绝缘片；两个剪切型晶体的两侧均设置有电极片，电极片设置有电极凸起，且电极凸起的朝向与剪切型晶体的剪切面的方向一致。本实用新型采用1个质量块和2个轴向垂直叠放的剪切型晶体，一个质量块同时作用在两个轴向的剪切型晶体上，在X、Y的方向振动都能得到相关的信号输出，且两个轴向的剪切型晶体的信号输出不相互干涉。可以节省一个质量块，在同一体积就有大的灵敏度的输出，可以实现小体积大输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，具体地说，是涉及一种小型双轴高温振动加速度传感器。
背景技术
加速度振动传感器在电力、轨道交通、工程机械、航空、航天等工业领域中应用广泛，加速度振动传感器通过对振动加速度信号进行测量以达到监测重要设备健康状态的目的。加速度振动传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、压电元件和电路等部分组成。加速度振动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。
加速度振动传感器的传感元件为压电晶体，若沿压电晶体的极化方向施加一外力使其变形，则压电晶体内部发生极化，受力的两端面出现极性相反的电荷，若撤去外力，则压电晶体恢复到初始状态，此效应为正压电效应。加速度振动传感器利用压电晶体的正压电效应，将机械能转换为电能，从而实现对振动加速度信号的测量。
高温加速度振动传感器本身不带信号放大器，但是为了满足其信号传输，通常通过加大质量块的体积来提高传感器的灵敏度，来加大信号的输出。质量块的体积大，高温加速度振动传感器整体的尺寸大。
现有的高温双轴加速度振动传感器，需要在不同轴上分别加大质量块的体积，再加上传感器的绝缘要求需要在每个轴的外壳要做绝缘层，造成双轴加速度振动传感器的尺寸大。
实用新型内容
为了克服现有的现有的高温双轴加速度振动传感器，需要在不同轴上分别加大质量块的体积，再加上传感器的绝缘要求需要在每个轴的外壳要做绝缘层，造成双轴加速度振动传感器的尺寸大的问题，本实用新型提供一种小型双轴高温振动加速度传感器。
本实用新型技术方案如下所述：
一种小型双轴高温振动加速度传感器，包括传感器壳体、底座和设于所述传感器壳体内的传感器核心组件和紧固件，所述传感器核心组件通过所述紧固件安装在所述底座上；
所述传感器核心组件包括质量块和两个轴向垂直叠放的剪切型晶体，所述质量块和两个所述剪切型晶体之间设置有绝缘片，使得三者实现电气隔离；两个所述剪切型晶体的两侧均设置有电极片，所述电极片设置有电极凸起，且所述电极凸起的朝向与所述剪切型晶体的剪切面的方向一致。
进一步的，两个所述剪切型晶体设置在所述质量块的同侧。
进一步的，所述质量块的径向尺寸小于所述传感器壳体的内侧壁的径向尺寸。
进一步的，所述剪切型晶体的径向尺寸小于所述传感器壳体的内侧壁的径向尺寸。
进一步的，所述紧固件的横截面呈“T”字形。
根据上述方案的本实用新型，所述紧固件较大的径向尺寸大于所述质量块的内侧壁的径向尺寸，且所述紧固件较小的径向尺寸小于所述质量块的内侧壁的径向尺寸。
进一步的，所述紧固件由螺杆和螺帽组成。
进一步的，所述绝缘片的材质为陶瓷、玻璃和塑料中的一种或几种组合。
根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型采用1个质量块和2个轴向垂直叠放的剪切型晶体，共用一个质量块就实现X、Y两个轴向信号输出，不需要安装两套不同的轴向组件。一个质量块同时作用在两个轴向的剪切型晶体上，在X、Y的方向振动都能得到相关的信号输出，而且两个轴向的剪切型晶体的信号输出不相互干涉。使用一个质量块作为两个轴向的公共质量块，节省一个质量块，在同一体积就有大几倍的灵敏度的输出，可以实现小体积大输出。在质量块和两个剪切型晶体之间设置绝缘片，不需要增加外壳的尺寸就可以实现绝缘要求，进一步减少传感器的尺寸。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的内部结构示意图；
图3为本实用新型的内部的另一视角的结构示意图；
图4为本实用新型的剖面图。
在图中，各个附图标记如下：
10、传感器壳体；
20、底座；
30、传感器核心组件；301、质量块；302、剪切型晶体；3021、剪切面；303、绝缘片；304、电极片；3041、电极凸起；
40、紧固件。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。术语“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“底”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
如图1-图3所示，一种小型双轴高温振动加速度传感器，包括传感器壳体10、底座20和设于传感器壳体10内的传感器核心组件30和紧固件40。
具体地，传感器核心组件30通过紧固件40安装在底座20上。传感器核心组件30包括质量块301和两个轴向垂直叠放的剪切型晶体302，两个剪切型晶体302的两侧均设置有电极片304，电极片304连接剪切型晶体302的信号输出，电极片304设置有电极凸起3041，且电极凸起3041的朝向与剪切型晶体302的剪切面3021的方向一致。本实用新型采用1个质量块301和2个轴向垂直叠放的剪切型晶体302，可以共用一个质量块301实现X、Y两个轴向信号输出。不需要安装两套不同的轴向的组件可以实现两个轴向的功能；一个质量块301同时作用在两个轴向的剪切型晶体302上，在不同X、Y的方向振动都能得到相关的信号输出，而且两个轴向的剪切型晶体302的信号输出不相互干涉。使用一个质量块301作为两个轴向是公共质量块301，节省一个质量块301，在同一体积就有大几倍的灵敏度的输出，可以实现小体积大输出的目的。
受振时，质量块301施加在剪切型晶体302上的力也随之变化，从而剪切型晶体302产生电荷信号，并经由电极片304传递给采集系统或信号放大器中，从而将其转换成电压信号输出。当X轴方向振动时，X轴方向就有相应的信号输出，而Y轴虽然也在振动，但是是横向振动，不在作用力方向下，基本Y轴没信号输出；同样在Y轴方向振动时也只有Y轴有信号输出，X轴也没信号输出；如果在X/Y轴之间方向振动，则X、Y轴都有相应的信号输出。
质量块301和两个剪切型晶体302之间设置有绝缘片303，使得三者实现电气隔离对地绝缘。这样可以防止电流或信号从一个部件流到另一个部件，从而确保了电气性能的稳定性和安全性。在这种情况下，绝缘片303作为一种屏障，可以防止电流在不同的金属或晶体之间流动，从而避免潜在的电气短路或干扰。
在实施例一中，两个剪切型晶体302设置在质量块301的同侧。将两个剪切晶体放在质量块的同一侧可以更方便地控制和调整晶体的位置和角度。例如，如果两个晶体需要以特定的角度相对，或者需要相对于质量块保持特定的位置，那么将它们放在同一侧可以更方便地实现这些要求。
在实施例二中，传感器壳体10的内侧壁可以进行信号传输，电极凸起3041的边缘与传感器壳体10的内侧壁间隔一定距离，电极凸起部分不能接到传感器壳体10的内侧壁，电极凸起3041在生产时要弯曲一下，便于焊接走线或者其他的信号传输元件。电极片304上的电极凸起3041通过走线或者其他的信号传输元件将信号传输至采集系统或信号放大器。质量块301的径向尺寸小于传感器壳体10的内侧壁的径向尺寸。剪切型晶体302的径向尺寸小于传感器壳体10的内侧壁的径向尺寸。质量块301和剪切型晶体302的外侧壁均不与传感器壳体10内侧壁接触防止信号传输紊乱。
在优选实施例中，紧固件的横截面呈“T”字形，质量块301和剪切型晶体302均套设在紧固件径向尺寸较小的一侧。紧固件较大的径向尺寸大于质量块301的内侧壁的径向尺寸，且紧固件较小的径向尺寸小于质量块301的内侧壁的径向尺寸，设置的目的是保证紧固件可以将质量块301和剪切型晶体302锁紧在底座20上。在可选实施例中，紧固件40由螺杆和螺帽的结构，通过对剪切型晶体302施加预紧力的形式将其固定在底座20上，但不限于此，只要能将其固定于底座20上即可。将螺帽内置于质量块301内，从而使得剪切型晶体302与质量块301的接触面受力更加均匀，性能更加稳定。此外，剪切型晶体302与底座20之间还设有绝缘片303，其用于使输出信号与外壳绝缘。绝缘片303的材质为陶瓷、玻璃和塑料中的一种或几种组合。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，包括传感器壳体、底座和设于所述传感器壳体内的传感器核心组件和紧固件，所述传感器核心组件通过所述紧固件安装在所述底座上；
所述传感器核心组件包括质量块和两个轴向垂直叠放的剪切型晶体，两个所述剪切型晶体的两侧均设置有电极片，所述电极片设置有电极凸起，且所述电极凸起的朝向与所述剪切型晶体的剪切面的方向一致；所述质量块和两个所述剪切型晶体之间设置有绝缘片，使得质量块与两个剪切型晶体之间实现电气隔离。
2.根据权利要求1所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，两个所述剪切型晶体设置在所述质量块的同侧。
3.根据权利要求1所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述质量块的径向尺寸小于所述传感器壳体的内侧壁的径向尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述剪切型晶体的径向尺寸小于所述传感器壳体的内侧壁的径向尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述紧固件的横截面呈“T”字形。
6.根据权利要求5所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述紧固件较大的径向尺寸大于所述质量块的内侧壁的径向尺寸，且所述紧固件较小的径向尺寸小于所述质量块的内侧壁的径向尺寸。
7.根据权利要求5所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述紧固件由螺杆和螺帽组成。
8.根据权利要求1所述的一种小型双轴高温振动加速度传感器，其特征在于，所述绝缘片的材质为陶瓷、玻璃和塑料中的一种或几种组合。
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