TW202040105A - Vibration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於一種振動感測器。The invention relates to a vibration sensor.
先前,關於加速度感測器,提出一種將加速度檢測元件及電子電路安裝於陶瓷基板並將陶瓷罩接著於陶瓷基板之技術(例如,參照日本專利特開平7-234244號公報(專利文獻1))。 [先前技術文獻] [專利文獻]Previously, regarding the acceleration sensor, a technology of mounting an acceleration detecting element and an electronic circuit on a ceramic substrate and adhering the ceramic cover to the ceramic substrate was proposed (for example, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 7-234244 (Patent Document 1)) . [Prior Technical Literature] [Patent Literature]
[專利文獻1]日本專利特開平7-234244號公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 7-234244
[發明所欲解決之問題][The problem to be solved by the invention]
於上述文獻記載之構成中,容納加速度檢測元件及電子電路之空間係由陶瓷基板及陶瓷罩包圍而形成。由於楊氏模數較大且不易變形之陶瓷材料形成殼體,故感測器本體無可撓性,難以於曲面形狀之計測對象面安裝感測器。In the structure described in the above-mentioned literature, the space for accommodating the acceleration detection element and the electronic circuit is surrounded by a ceramic substrate and a ceramic cover. Since the ceramic material with a large Young's modulus and not easily deformed forms the housing, the sensor body has no flexibility, and it is difficult to install the sensor on the surface of the curved surface to be measured.
於本發明中,提供一種能夠安裝於有曲面之計測對象面之振動感測器。 [解決問題之技術手段]In the present invention, there is provided a vibration sensor that can be installed on a curved surface of a measurement object. [Technical means to solve the problem]
根據本發明,提供一種振動感測器,其具備薄膜狀有機壓電元件、正極層、第1絕緣層、第1屏蔽層、陰極層、第2絕緣層及第2屏蔽層。有機壓電元件具有第1面及第1面之相反側之第2面,且以正電荷偏集存在於第1面,負電荷偏集存在於第2面之方式被極化。正極層由金屬材料製成,積層於第1面。第1絕緣層由絕緣材料製成,積層於正極層。第1屏蔽層由金屬材料製成,積層於第1絕緣層。陰極層由金屬材料製成,積層於第2面。第2絕緣層由絕緣材料製成,積層於陰極層。第2屏蔽層由金屬材料製成,積層於第2絕緣層。According to the present invention, there is provided a vibration sensor including a thin-film organic piezoelectric element, a positive electrode layer, a first insulating layer, a first shielding layer, a cathode layer, a second insulating layer, and a second shielding layer. The organic piezoelectric element has a first surface and a second surface on the opposite side of the first surface, and is polarized in such a manner that positive charges are concentrated on the first surface and negative charges are concentrated on the second surface. The positive electrode layer is made of metal material and is laminated on the first surface. The first insulating layer is made of insulating material and is laminated on the positive electrode layer. The first shielding layer is made of a metal material and is laminated on the first insulating layer. The cathode layer is made of metal material and is laminated on the second surface. The second insulating layer is made of insulating material and is laminated on the cathode layer. The second shielding layer is made of metal material and is laminated on the second insulating layer.
上述振動感測器進而具備第1覆蓋層及第2覆蓋層。第1覆蓋層由絕緣材料製成,積層於第1屏蔽層。第2覆蓋層由絕緣材料製成,積層於第2屏蔽層。The vibration sensor further includes a first covering layer and a second covering layer. The first covering layer is made of insulating material and is laminated on the first shielding layer. The second covering layer is made of insulating material and laminated on the second shielding layer.
上述振動感測器進而具備介置構件。介置構件積層於第2覆蓋層之周緣部之至少一部分。在振動感測器安裝於要藉由振動感測器計測振動之振動計測對象物之狀態下,介置構件介於振動計測對象物與第2覆蓋層之間。The above-mentioned vibration sensor further includes an interposing member. The interposition member is laminated on at least a part of the periphery of the second covering layer. In a state where the vibration sensor is attached to the vibration measurement object whose vibration is to be measured by the vibration sensor, the interposition member is interposed between the vibration measurement object and the second covering layer.
上述振動感測器具備安裝構件及連接構件。安裝構件積層於第1覆蓋層。連接構件安裝於安裝構件,且與正極層電性連接。The vibration sensor described above includes a mounting member and a connecting member. The mounting member is laminated on the first covering layer. The connecting member is installed on the mounting member and is electrically connected to the positive electrode layer.
於上述振動感測器中,連接構件藉由螺入而安裝於安裝構件。In the above-mentioned vibration sensor, the connecting member is mounted on the mounting member by screwing.
上述振動感測器進而具備導線。導線具有與連接構件連接之一端及與正極層連接之另一端。The vibration sensor further includes a lead wire. The wire has one end connected to the connecting member and the other end connected to the positive electrode layer.
於上述振動感測器中,導線之另一端藉由焊接與正極層連接。In the above vibration sensor, the other end of the wire is connected to the positive electrode layer by welding.
上述振動感測器進而具備螺栓結合介置構件與安裝構件之螺栓構件。The vibration sensor further includes a bolt member that bolts the interposing member and the mounting member.
於上述振動感測器中,螺栓構件貫通陰極層而配置。陰極層與連接構件經由螺栓構件電性連接。 [發明之效果]In the above-mentioned vibration sensor, the bolt member is arranged to penetrate the cathode layer. The cathode layer and the connecting member are electrically connected via a bolt member. [Effects of Invention]
根據本發明,可提供一種能夠安裝於曲面計測對象面之振動感測器。According to the present invention, it is possible to provide a vibration sensor that can be mounted on a curved surface to be measured.
以下,參照圖式對實施形態進行說明。於以下說明中,對同一零件標附同一符號。其等之名稱及功能亦相同。因此,就其等之詳細說明不再贅述。Hereinafter, the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same symbol is attached to the same part. Their names and functions are also the same. Therefore, the detailed description of them will not be repeated.
圖1係基於實施形態之振動感測器1之立體圖。圖2係圖1所示之振動感測器1之局部剖視圖。圖3係圖1所示之振動感測器1之側視圖。圖4係圖1所示之振動感測器1之分解立體圖。圖5係自不同角度觀察圖1所示之振動感測器1之分解立體圖。再者,於圖2中,圖示了自圖1中之箭頭II方向觀察到之振動感測器1,於圖3中,圖示了自圖1中之箭頭III方向觀察到之振動感測器1。Fig. 1 is a perspective view of a
如圖1、2所示,振動感測器1具備感測器部10。如圖4、5所示,感測器部10具有有機壓電元件20、正極層30、陰極層40、第1絕緣層50、第2絕緣層60、第1屏蔽層70、第2屏蔽層80、第1覆蓋層90及第2覆蓋層100。感測器部10藉由將第2覆蓋層100、第2屏蔽層80、第2絕緣層60、陰極層40、有機壓電元件20、正極層30、第1絕緣層50、第1屏蔽層70及第1覆蓋層90依序積層並接合為一體而形成。As shown in FIGS. 1 and 2, the
如圖4、5所示,有機壓電元件20具有矩形薄膜狀之形狀。有機壓電元件20具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。圖6係表示有機壓電元件20之極化之模式圖。如圖6所示,有機壓電元件20具有第1面21及第1面21之相反側之第2面23。有機壓電元件20以正電荷偏集存在於第1面21,負電荷偏集存在於第2面23之方式被極化。有機壓電元件20於組裝感測器部10之前,藉由預先實施公知之電暈處理等任意之極化處理而被極化。As shown in FIGS. 4 and 5, the organic
如圖5所示,正極層30具有薄膜狀之形狀。正極層30積層於有機壓電元件20之第1面21。正極層30係由導電性之材料、例如以銅或SUS為代表之金屬材料形成。如圖5所示,正極層30具有大致矩形狀之本體部31、及自本體部31之矩形之短邊之中央部分向外側突出之連接部32。於連接部32形成有於厚度方向貫通正極層30之連接孔33。連接孔33具有圓形狀。As shown in FIG. 5, the
如圖4所示,陰極層40具有薄膜狀之形狀。陰極層40積層於有機壓電元件20之第2面23。陰極層40係由導電性之材料、例如以銅或SUS為代表之金屬材料形成。如圖4所示,陰極層40具有大致矩形狀之本體部41、及自本體部41之矩形之短邊之兩端部分向外側突出之2個連接部42。於各個連接部42,形成有於厚度方向貫通陰極層40之結合孔44。結合孔44具有圓形狀。As shown in FIG. 4, the
如圖4、5所示,第1絕緣層50具有矩形薄膜狀之形狀。第1絕緣層50積層於正極層30。第1絕緣層50係由電氣絕緣性之材料、例如以聚醯亞胺為代表之樹脂材料形成。第1絕緣層50具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIGS. 4 and 5, the first insulating
於一個短緣部附近形成有於厚度方向貫通第1絕緣層50之1個連接孔53及2個結合孔54。連接孔53及結合孔54分別具有圓形狀。連接孔53形成於短緣部之中央部分。結合孔54形成於短緣部之兩端部分。結合孔54形成於矩形之角部分。連接孔53及結合孔54沿第1絕緣層50之矩形之短邊排列。連接孔53之中心及2個結合孔54之中心位於一條直線上。One
第1絕緣層50之連接孔53之直徑為正極層30之連接孔33之直徑以下。於正極層30與第1絕緣層50積層之狀態下,正極層30之連接孔33與第1絕緣層50之連接孔53同心配置。於正極層30與第1絕緣層50積層之狀態下,正極層30之連接孔33之中心與第1絕緣層50之連接孔53之中心一致。第1絕緣層50之連接孔53全部與正極層30之連接孔33重疊。The diameter of the connecting
圖7係有機壓電元件20、正極層30及第1絕緣層50之積層體之模式圖。如圖7所示,有機壓電元件20與正極層30之本體部31重疊。正極層30之連接部32不與有機壓電元件20重疊,而是自有機壓電元件20之短緣部突出。正極層30之連接孔33與第1絕緣層50之連接孔53重疊,連接孔33、53同心配置。連接孔33、53配置於一對結合孔54之間。一對結合孔54將連接孔33、53夾於中間。2個結合孔54及連接孔33、53以2個結合孔54各自之中心與連接孔33、53之中心之距離相等之方式沿第1絕緣層50之矩形之短邊排列。FIG. 7 is a schematic diagram of a laminate of the organic
正極層30及第1絕緣層50可藉由如下方法來製作:準備藉由熱壓接合等將銅箔接合於聚醯亞胺膜而成的市售之銅箔積層板,並適當地蝕刻聚醯亞胺膜及銅箔而形成圖案。The
如圖4、5所示,第2絕緣層60具有矩形薄膜狀之形狀。第2絕緣層60積層於陰極層40。第2絕緣層60係由電氣絕緣性之材料、例如以聚醯亞胺為代表之樹脂材料形成。第2絕緣層60具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIGS. 4 and 5, the second insulating
於一個短緣部附近形成有於厚度方向貫通第2絕緣層60之1個連接孔63及2個結合孔64。連接孔63及結合孔64分別具有圓形狀。連接孔63形成於短緣部之中央部分。結合孔64形成於短緣部之兩端部分。結合孔64形成於矩形之角部分。連接孔63及結合孔64沿第2絕緣層60之矩形之短邊排列。連接孔63之中心與2個結合孔64之中心位於一條直線上。One
第2絕緣層60之結合孔64之直徑為陰極層40之結合孔44之直徑以下。於陰極層40與第2絕緣層60積層之狀態下,陰極層40之結合孔44與第2絕緣層60之結合孔64同心配置。於陰極層40與第2絕緣層60積層之狀態下,陰極層40之結合孔44之中心與第2絕緣層60之結合孔64之中心一致。第2絕緣層60之結合孔64全部與陰極層40之結合孔44重疊。The diameter of the
圖8係有機壓電元件20、陰極層40及第2絕緣層60之積層體之模式圖。如圖8所示,有機壓電元件20與陰極層40之本體部41重疊。陰極層40之連接部42不與有機壓電元件20重疊,而是自有機壓電元件20之短緣部突出。陰極層40之結合孔44與第2絕緣層60之結合孔64重疊,結合孔44、64同心配置。連接孔63配置於一對結合孔44、64之間。一對結合孔44、64將連接孔63夾於中間。2個結合孔44、64及連接孔63以2個結合孔44、64各自之中心與連接孔63之中心之距離相等之方式沿第2絕緣層60之矩形之短邊排列。FIG. 8 is a schematic diagram of a laminate of the organic
陰極層40及第2絕緣層60可藉由如下方法來製作:準備藉由熱壓接合等將銅箔接合於聚醯亞胺膜而成的市售之銅箔積層板,並適當地蝕刻聚醯亞胺膜及銅箔而形成圖案。The
如圖5所示,第1屏蔽層70具有矩形薄膜狀之形狀。第1屏蔽層70積層於第1絕緣層50。第1屏蔽層70係由導電性之材料、例如以銅或SUS為代表之金屬材料形成。第1屏蔽層70具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIG. 5, the
於一個短緣部附近形成有於厚度方向貫通第1屏蔽層70之1個連接孔73及2個結合孔74。連接孔73及結合孔74分別具有圓形狀。連接孔73形成於短緣部之中央部分。結合孔74形成於短緣部之兩端部分。結合孔74形成於矩形之角部分。連接孔73與結合孔74沿第1屏蔽層70之矩形之短邊排列。連接孔73之中心與2個結合孔74之中心位於一條直線上。One connection hole 73 and two connection holes 74 penetrating the
如圖4所示,第2屏蔽層80具有矩形薄膜狀之形狀。第2屏蔽層80積層於第2絕緣層60。第2屏蔽層80係由導電性之材料、例如以銅或SUS為代表之金屬材料形成。第2屏蔽層80具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIG. 4, the
於一對短緣部之附近形成有於厚度方向貫通第2屏蔽層80之1個連接孔83及2個結合孔84。連接孔83及結合孔84分別具有圓形狀。連接孔83形成於短緣部之中央部分。結合孔84形成於短緣部之兩端部分。結合孔84形成於矩形之角部分。連接孔83與結合孔84沿第2屏蔽層80之矩形之短邊排列。連接孔83之中心與2個結合孔84之中心位於一條直線上。One connection hole 83 and two coupling holes 84 penetrating the
如圖4、5所示,第1覆蓋層90具有矩形薄膜狀之形狀。第1覆蓋層90積層於第1屏蔽層70。第1覆蓋層90係由電氣絕緣性之材料、例如以聚醯亞胺為代表之樹脂材料形成。第1覆蓋層90具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIGS. 4 and 5, the
於一個短緣部附近形成有於厚度方向貫通第1覆蓋層90之1個連接孔93及2個結合孔94。連接孔93及結合孔94分別具有圓形狀。連接孔93形成於短緣部之中央部分。結合孔94形成於短緣部之兩端部分。結合孔94形成於矩形之角部分。連接孔93與結合孔94沿第1覆蓋層90之矩形之短邊排列。連接孔93之中心與2個結合孔94之中心位於一條直線上。One
第1覆蓋層90之連接孔93具有與第1屏蔽層70之連接孔73相同之直徑。於第1屏蔽層70與第1覆蓋層90積層之狀態下,第1屏蔽層70之連接孔73與第1覆蓋層90之連接孔93同心配置。於第1屏蔽層70與第1覆蓋層90積層之狀態下,第1屏蔽層70之連接孔73之中心與第1覆蓋層90之連接孔93之中心一致。第1覆蓋層90之連接孔93全部與第1屏蔽層70之連接孔73重疊。The connecting
連接孔73、93配置於一對結合孔74、94之間。一對結合孔74、94將連接孔73、93夾於中間。2個結合孔74、94及連接孔73、93以2個結合孔74、94各自之中心與連接孔73、93之中心之距離相等之方式沿第1屏蔽層70及第1覆蓋層90之矩形之短邊排列。The connecting
第1屏蔽層70及第1覆蓋層90可藉由如下方法來製作:將聚醯亞胺膜貼附於單面附著有導電性接著劑之銅箔,並適當地蝕刻聚醯亞胺膜及銅箔而形成圖案。The
如圖4、5所示,第2覆蓋層100具有矩形薄膜狀之形狀。第2覆蓋層100積層於第2屏蔽層80。第2覆蓋層100由電氣絕緣性之材料、例如以聚醯亞胺為代表之樹脂材料形成。第2覆蓋層100具有形成矩形之長邊之一對長緣部及形成矩形之短邊之一對短緣部。As shown in FIGS. 4 and 5, the
於一個短緣部附近形成有於厚度方向貫通第2覆蓋層100之1個連接孔103及2個結合孔104。連接孔103及結合孔104分別具有圓形狀。連接孔103形成於短緣部之中央部分。結合孔104形成於短緣部之兩端部分。結合孔104形成於矩形之角部分。連接孔103與結合孔104沿第2覆蓋層100之矩形之短邊排列。連接孔103之中心與2個結合孔104之中心位於一條直線上。One
第2覆蓋層100之連接孔103具有與第2屏蔽層80之連接孔83相同之直徑。於第2屏蔽層80與第2覆蓋層100積層之狀態下,第2屏蔽層80之連接孔83及第2覆蓋層100之連接孔103同心配置。於第2屏蔽層80與第2覆蓋層100積層之狀態下,第2屏蔽層80之連接孔83之中心與第2覆蓋層100之連接孔103之中心一致。第2覆蓋層100之連接孔103全部與第2屏蔽層80之連接孔83重疊。The connecting
連接孔83、103配置於一對結合孔84、104之間。一對結合孔84、104將連接孔83、103夾於中間。2個結合孔84、104及連接孔83、103以2個結合孔84、104各自之中心與連接孔83、103之中心之距離相等之方式沿第2屏蔽層80及第2覆蓋層100之矩形之短邊排列。The connecting
第2屏蔽層80與第2覆蓋層100可藉由如下方法來製作:將聚醯亞胺膜貼附於單面附著有導電性接著劑之銅箔,並適當地蝕刻聚醯亞胺膜及銅箔而形成圖案。The
感測器部10各自積層有薄膜狀之第2覆蓋層100、第2屏蔽層80、第2絕緣層60、陰極層40、有機壓電元件20、正極層30、第1絕緣層50、第1屏蔽層70及第1覆蓋層90,從而形成為整體具有可撓性之薄板狀。The
如圖1~5所示,振動感測器1進而具備介置構件110、安裝構件120、連接構件130、導線140及螺栓構件150。As shown in FIGS. 1 to 5, the
如圖4、5所示,介置構件110積層於第2覆蓋層100。介置構件110具有積層於第2覆蓋層100之其中一個短緣部之第1構件111及積層於第2覆蓋層100之另一個短緣部之第2構件112。第1構件111及第2構件112具有大致矩形箱狀之外形。As shown in FIGS. 4 and 5, the interposing
如圖2所示,在振動感測器1安裝於要藉由振動感測器1計測振動之振動計測對象物200之狀態下,介置構件110介於振動計測對象物200與感測器部10之間。第1構件111介於振動計測對象物200與第2覆蓋層100之間。第2構件112介於振動計測對象物200與第2覆蓋層100之間。As shown in FIG. 2, in the state where the
介置構件110由以樹脂材料為代表之電氣絕緣性之材料形成。由於介置構件110之介置,感測器部10以與振動計測對象物200分離之方式配置,又,介置構件110具有電氣絕緣性,因此能夠保持感測器部10與振動計測對象物200之電氣絕緣。因此,來自振動計測對象物200之雜訊對感測器部10之影響得以抑制。The
如圖3~5所示,於第1構件111形成有2個結合孔114、及支撐孔116。結合孔114及支撐孔116於俯視時分別具有圓形狀。支撐孔116形成於第1構件111之中央部分。結合孔114形成於第1構件111之兩端部分。結合孔114及支撐孔116沿第1構件111之長度方向排列。2個結合孔114之中心及支撐孔116之中心位於一條直線上。As shown in FIGS. 3 to 5, two
2個結合孔114於厚度方向貫通第1構件111。支撐孔116係由第1構件111之外表面中之與感測器部10對向之對向面凹陷而形成。支撐孔116為有底孔。支撐孔116不貫通第1構件111。The two
安裝構件120由導電材料製成。如圖4、5所示,安裝構件120積層於第1覆蓋層90。安裝構件120可接著於第1覆蓋層90。於安裝構件120之內部形成有中空之收容空間121。於形成收容空間121之內周面之卡合面122形成有母螺紋。於安裝構件120形成有連接孔123,該連接孔123於卡合面122形成開口且於安裝構件120之外表面形成開口。連接孔123連通收容空間121及安裝構件120之外部。於安裝構件120進而形成有2個結合孔124。The mounting
如圖2、4所示,連接構件130具有芯部131、絕緣筒部132及外鞘部133。芯部131由導電材料製成,且貫通連接構件130。絕緣筒部132由以樹脂為代表之絕緣材料形成。絕緣筒部132介於芯部131與外鞘部133之間,使芯部131與外鞘部133電氣絕緣。As shown in FIGS. 2 and 4, the connecting
外鞘部133由導電材料製成。外鞘部133具有卡合面134。於卡合面134形成有公螺紋。卡合面134卡合於安裝構件120之卡合面122。連接構件130藉由螺入而安裝於安裝構件120。藉由使連接構件130相對於安裝構件120旋轉,可使連接構件130嵌合於安裝構件120。於連接構件130安裝於安裝構件120之狀態下,芯部131之一端露出於外部,芯部131之另一端配置於安裝構件120之內部之收容空間121內。The
導線140由導電材料製成。如圖2所示,導線140具有一端141及另一端142。導線140之一端141與連接構件130連接。更詳細而言,一端141與連接構件130之芯部131連接。一端141藉由焊接與芯部131連接。焊接部介於連接構件130之芯部131與導線140之一端141之間。The
如圖5所示,導線140之另一端142與正極層30連接。更詳細而言,另一端142與正極層30之連接部32連接。另一端142藉由焊接與連接部32連接。焊接部介於正極層30之連接部32與導線140之另一端142之間。連接構件130之芯部131經由導線140與正極層30電性連接。As shown in FIG. 5, the
於圖1~3所示之振動感測器1組裝完成之狀態下,導線140係自安裝構件120之收容空間121貫通安裝構件120之連接孔123及構成感測器部10之各層之連接孔33、53、63、73、83、93、103跨及至第1構件111之支撐孔116而配置。In the assembled state of the
螺栓構件150由導電材料製成。螺栓構件150具有頭部151及軸部152。如圖3所示,螺栓構件150螺栓結合介置構件110及安裝構件120。螺栓構件150之軸部152貫通感測器部10,且螺合於介置構件110之結合孔114及安裝構件120之結合孔124該兩者。藉由將螺栓構件150螺入至介置構件110及安裝構件120而安裝,感測器部10被介置構件110及安裝構件120上下壓緊,從而振動感測器1組裝完成。The
如圖3所示,於螺栓構件150螺栓結合介置構件110及安裝構件120之狀態下,整個頭部151被配置於介置構件110之結合孔114內。因此,於將振動感測器1安裝於振動計測對象物200時,螺栓構件150不會妨礙安裝。As shown in FIG. 3, when the
螺栓構件150之軸部152貫通感測器部10。軸部152貫通構成感測器部10之各層之結合孔44、54、64、74、84、94、104。軸部152貫通陰極層40。軸部152貫通形成於陰極層40之結合孔44。結合孔44之直徑被設為軸部152之直徑以下。於軸部152貫通結合孔44時,結合孔44之緣部分與軸部152接觸。陰極層40經由與安裝構件120結合之螺栓構件150與安裝構件120電性連接。連接構件130之外鞘部133經由安裝構件120及螺栓構件150與陰極層40電性連接。The
雖亦存在與上述說明局部重合之部分,以下仍列舉了本實施形態之特徵性構成。如圖4、5所示,實施形態之振動感測器1具備感測器部10,該感測器部10於薄膜狀之有機壓電元件20之第1面21依序積層有正極層30、第1絕緣層50及第1屏蔽層70,且於有機壓電元件20之第2面23依序積層有陰極層40、第2絕緣層60及第2屏蔽層80。如圖1~3所示,感測器部10整體形成為具有柔軟性之薄板形狀。Although there are parts that partially overlap with the above description, the characteristic configuration of this embodiment is listed below. As shown in FIGS. 4 and 5, the
為了充分利用有機壓電元件20之薄型形狀及柔軟度,感測器部10成形為薄板形狀,且感測器部10可彎曲變形。藉此,可將振動感測器1構成為亦能夠安裝於具有曲面之計測對象面。由於振動感測器1具有薄型之形狀,因此亦能夠將振動感測器1配置於相鄰機器之間或機器與牆面之間等狹窄空間內。因此,實施形態之振動感測器1亦能夠安裝於難以安裝先前之振動感測器之位置,提昇了振動感測器1之泛用性。In order to make full use of the thin shape and flexibility of the organic
由於振動感測器1經輕量化,故而降低了振動感測器1之自重對振動計測對象物200之振動之影響,因此能夠更高精度地檢測振動。Since the
於感測器部10中,正極層30及陰極層40形成正負電極,藉由設為金屬材料製之第1屏蔽層70積層於正極層30且金屬材料製之第2屏蔽層80積層於陰極層40之構成,能夠降低雜訊對振動感測器1之影響。因此,能夠提高實施形態之振動感測器1之振動檢測精度。藉由第1絕緣層50介於正極層30及第1屏蔽層70之間,能夠確實地使正極層30及第1屏蔽層70電氣絕緣。同樣地,藉由第2絕緣層60介於陰極層40及第2屏蔽層80之間,能夠確實地使陰極層40及第2屏蔽層80電氣絕緣。In the
又,如圖4、5所示,振動感測器1進而具備積層於第1屏蔽層70之第1覆蓋層90、及積層於第2屏蔽層80之第2覆蓋層100。藉由在金屬材料製之第1屏蔽層70及第2屏蔽層80分別積層聚醯亞胺等樹脂材料製之第1覆蓋層90及第2覆蓋層100,並以樹脂材料形成感測器部10之最外層,能夠提昇感測器部10之防銹性及耐化學品性。In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the
又,如圖1~5所示,振動感測器1進而具備介置構件110。如圖2所示,介置構件110介於感測器部10之第2覆蓋層100與振動計測對象物200之間。由於介置有介置構件110,感測器部10以與振動計測對象物200分離之方式配置。因此,能夠保持感測器部10與振動計測對象物200之電氣絕緣,且能夠降低來自振動計測對象物200之雜訊對振動感測器1之影響。Moreover, as shown in FIGS. 1 to 5, the
藉由將磁體板固定於介置構件110並利用磁力將介置構件110安裝於振動計測對象物200,或利用雙面膠帶等接合膠帶將介置構件110及振動計測對象物200貼合,或將介置構件110接著於振動計測對象物200等,能夠在不會對感測器部10造成影響的情況下容易地將振動感測器1安裝於振動計測對象物200。By fixing the magnet plate to the interposing
又,如圖1~5所示,在積層於第1覆蓋層90之安裝構件120安裝有與正極層30電性連接之連接構件130。能夠經由連接構件130將利用振動感測器1檢測之振動計測對象物之振動之檢測結果輸出至外部。若以將連接構件130之芯部131連接至電荷轉換器之方式構成,則藉由電荷轉換器能夠將電荷信號轉換成電壓信號,並將振動之檢測結果以電壓形式輸出。作為連接構件130,可使用10-32連接器等可經濟地購入之市售品,於此情形時,能夠降低振動感測器1之製造成本。Moreover, as shown in FIGS. 1 to 5, a connecting
又,連接構件130藉由螺入而安裝於安裝構件120。僅藉由使連接構件130旋轉之動作便可容易地將連接構件130安裝於安裝構件120,由於不需要特殊工具亦無須焊接,因此能夠縮短振動感測器1之組裝作業時間。In addition, the connecting
又,如圖2、5所示,導線140之一端141與連接構件130電性連接,導線140之另一端142與正極層30連接。利用該構成,能夠經由導線140將正極層30及連接構件130確實地電性連接。Moreover, as shown in FIGS. 2 and 5, one
又,導線140之另一端142藉由焊接與正極層30連接。利用該構成,能夠藉由焊接將導線140確實地固定於正極層30,並確保正極層30與連接構件130經由導線140之電性連接。In addition, the
又,如圖3所示,螺栓構件150螺栓結合介置構件110及安裝構件120。藉由將螺栓構件150安裝於介置構件110之結合孔114,使其貫通感測器部10並螺入至安裝構件120之結合孔124,能夠容易地將振動感測器1組裝為一體。In addition, as shown in FIG. 3, the
又,螺栓構件150貫通陰極層40而配置,陰極層40及連接構件130經由螺栓構件150電性連接。於使用螺栓構件150螺栓結合振動感測器1時,由於螺栓構件150之軸部152與陰極層40接觸,因此陰極層40及連接構件130經由螺栓構件150電性連接。由於不需要設置專用步驟將陰極層40及連接構件130電性連接,因此能夠縮短振動感測器1之組裝作業時間,提昇生產性。In addition, the
以上,就實施形態進行了說明,但本次揭示之實施形態於所有方面均為例示,而非限制性者。本發明之範圍由申請專利範圍而非上述說明表示,且意圖包括與申請專利範圍等同之含義及範圍內之所有變更。 [產業上之可利用性]Above, the embodiment has been described, but the embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the patent application rather than the above description, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of the patent application and all changes within the scope. [Industrial availability]
本發明之振動感測器可較佳地應用於以下用途:將多個振動感測器安裝於機械或工廠等振動計測對象物,按照時間序列驗證振動計測對象物之振動傾向,以用於預見性維護。The vibration sensor of the present invention can be preferably applied to the following applications: multiple vibration sensors are installed in a vibration measurement object such as a machine or factory, and the vibration tendency of the vibration measurement object is verified in a time series for prediction Sexual maintenance.
1:振動感測器
10:感測器部
20:有機壓電元件
21:第1面
23:第2面
30:正極層
31,41:本體部
32,42:連接部
33,53,63,73,83,93,103,123:連接孔
40:陰極層
41:本體部
42:連接部
44,54,64,74,84,94,104,114,124:結合孔
50:第1絕緣層
53,83,93,103:連接孔
60:第2絕緣層
70:第1屏蔽層
80:第2屏蔽層
90:第1覆蓋層
100:第2覆蓋層
110:介置構件
111:第1構件
112:第2構件
116:支撐孔
120:安裝構件
121:安裝空間
122,134:卡合面
130:連接構件
131:芯部
132:絕緣筒部
133:外鞘部
140:導線
141:一端
142:另一端
150:螺栓構件
151:頭部
152:軸部
200:振動計測對象物1: Vibration sensor
10: Sensor section
20: Organic piezoelectric element
21:
圖1係基於實施形態之振動感測器之立體圖。 圖2係圖1所示之振動感測器之局部剖視圖。 圖3係圖1所示之振動感測器之側視圖。 圖4係圖1所示之振動感測器之分解立體圖。 圖5係自不同角度觀察圖1所示之振動感測器之分解立體圖。 圖6係表示有機壓電元件之極化之模式圖。 圖7係有機壓電元件、正極層及第1絕緣層之積層體之模式圖。 圖8係有機壓電元件、陰極層及第2絕緣層之積層體之模式圖。Figure 1 is a perspective view of a vibration sensor based on the embodiment. Fig. 2 is a partial cross-sectional view of the vibration sensor shown in Fig. 1. Figure 3 is a side view of the vibration sensor shown in Figure 1. Fig. 4 is an exploded perspective view of the vibration sensor shown in Fig. 1. Fig. 5 is an exploded perspective view of the vibration sensor shown in Fig. 1 viewed from different angles. Fig. 6 is a schematic diagram showing the polarization of the organic piezoelectric element. Fig. 7 is a schematic diagram of a laminate of an organic piezoelectric element, a positive electrode layer, and a first insulating layer. Fig. 8 is a schematic diagram of a laminate of an organic piezoelectric element, a cathode layer, and a second insulating layer.
10:感測器部 10: Sensor section
20:有機壓電元件 20: Organic piezoelectric element
40:陰極層 40: Cathode layer
41:本體部 41: body part
42:連接部 42: Connection part
44,54,64,84,94,104,114,124:結合孔 44,54,64,84,94,104,114,124: Combination hole
50:第1絕緣層 50: The first insulating layer
53,63,83,93,103,123:連接孔 53,63,83,93,103,123: connecting hole
60:第2絕緣層 60: 2nd insulating layer
80:第2屏蔽層 80: 2nd shielding layer
90:第1覆蓋層 90: 1st covering layer
100:第2覆蓋層 100: 2nd covering layer
110:介置構件 110: Intermediate component
111:第1構件 111: first member
112:第2構件 112: The second member
116:支撐孔 116: Support hole
120:安裝構件 120: Installation components
122,134:卡合面 122,134: engagement surface
130:連接構件 130: connecting member
131:芯部 131: Core
132:絕緣筒部 132: Insulated cylinder
133:外鞘部 133: Outer Sheath
140:導線 140: Wire
150:螺栓構件 150: Bolt member
151:頭部 151: Head
152:軸部 152: Shaft
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