TWI513964B - Resonant detonation sensor - Google Patents

Description

共振式爆震感測器

本發明係與爆震感測器(knock sensor)有關，特別是關於一種共振式爆震感測器。

習用之共振式爆震感測器包含有一基座，以及一由壓電材料製成之振動片。該基座具有一外殼部、一位於該外殼部內之凸柱，以及一位於該凸柱頂端之振動盤，該振動片係貼接於該振動盤上。

該共振式爆震感測器能以其基座固設於一汽車引擎，當該引擎發生爆震而使該振動盤及該振動片產生共振，該振動片會輸出一電壓訊號至該汽車之電控設備，使得該電控設備執行可控制爆震之因應措施，例如延後引擎點火時間。

前述共振式爆震感測器使用在不同規格之引擎時，該基座必須具有不同之形狀、尺寸，使得該振動片的共振頻率對應引擎的爆震頻率。換言之，業者針對不同規格之引擎需製造不同的基座，以組裝出感測頻率不同的感測器，因此，習用之共振式爆震感測器成本較高，而有待改進。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種共振式爆震感測器，其可藉由成本較低的方式改變感測器的共振頻率。

為達成上述目的，本發明所提供之共振式爆震感測器包含有一外殼、一承載座，以及一振動片。該外殼之內部具有一承載面。該承載座具有一基部、一自該基部一頂面延伸而出之支撐部，以及一連接於該支撐部一端之振動盤，該承載座係固設於該外殼內部，且該基部之一底面係設於該外殼之承載面。該振動片係設於該承載座之振動盤。

該共振式爆震感測器係以其外殼固定於一待測物(例如汽車引擎)，該振動片係用以發出對應該待測物之振動情況的電壓訊號。只要改變該承載座之支撐部的幾何尺寸(例如截面積或長度)或振動盤的幾何尺寸(例如厚度)，即可與相同的外殼及振動片組裝出感測頻率不同之感測器，意即，該感測器可藉由成本較低的方式改變其共振頻率，以應用於爆震頻率不同之待測物。

有關本發明所提供之共振式爆震感測器的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

以下將藉由所列舉之實施例配合隨附之圖式，詳細說明本發明之技術內容及特徵，其中：第一圖為本發明一第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的立體組合圖；第二圖為本發明該第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的立體分解圖；第三圖及第四圖為本發明該第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖；第五圖為本發明一第二較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖；以及第六圖為本發明一第三較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖。

請先參閱第一圖及第二圖，本發明一第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器10包含有一外殼20、一承載座30、一振動片40、一保護蓋50，以及一傳輸件60。

該外殼20係由較堅硬之金屬材料(例如鐵)製成，具有一外連接部22。如第三圖所示，該外殼20內部具有一承載面24，以及一設於該承載面24之內連接部26。

該承載座30係由硬度較小、較易切削之金屬材料(例如銅合金)製成，該承載座30具有一基部32、一設於該基部32一底面322之固定部34、一自該基部32一頂面324延伸而出之支撐部36，以及一連接於該支撐部36一端之振動盤38。該固定部34係與該外殼20之內連接部26固接，該基部32之底面322係靠接於該外殼20之承載面24。

在本實施例中，該外殼20之內連接部26為一自該承載面24凹陷之凹孔，該承載座30之固定部34為一自該基部32底面322延伸而出之凸柱，該固定部34係插設於該內連接部26，並藉由黏膠而相互固定。然而，該內連接部26及該固定部34之連接方式並不以此為限，例如，該內連接部26及該固定部34亦可分別為一凸柱及一凹孔。

該振動片40係由壓電材料製成，係藉由黏膠而固定於該承載座30之振動盤38。藉此，該振動片40可輸出對應該外殼20之振動情況的電壓訊號。

該保護蓋50係設於該承載座30之基部32，以保護位於該保護蓋50內之該振動片40，但該感測器10亦可不設有該保護蓋50。

該傳輸件60具有一由塑膠材料製成之本體62，以及一由金屬材料製成並固設於該本體62內部之導電部64，該本體62係與該外殼20鉚接，該導電部64係藉由一導線66而與該振動片40電性連接。

該共振式爆震感測器10係以其外殼20之外連接部22固定於一待測物(圖中未示)，例如汽車引擎，並以該傳輸件60接設一傳輸線(圖中未示)，以將該振動片40輸出之電壓訊號傳輸出至一電控設備(圖中未示)。只要該待測物之爆震頻率符合該振動盤38及該振動片40之共振頻率，當該待測物爆震時，該電壓訊號會因該振動片40發生共振(如第四圖所示)而產生劇烈變化，使得該電控設備執行可控制爆震之因應措施。

在本實施例中，該承載座30之固定部34及支撐部36係呈圓柱狀，該外殼20之外連接部22為具有外螺紋之圓柱，且該固定部34、該支撐部36及該外連接部22係同軸對應；藉此，該振動盤38及該振動片40感應到的頻率會較符合待測物的振動頻率。但該固定部34、該支撐部36及該外連接部22之形狀並不以此為限，只要其位置係相對應即可。

當該共振式爆震感測器10更換上支撐部36之幾何尺寸(例如截面積或長度)不同或振動盤38之幾何尺寸(例如厚度)不同的承載座30，該振動盤38及該振動片40之共振頻率會隨之改變。如此一來，業者針對爆震頻率不同之待測物，僅需製造不同的承載座30，即可組裝出感測頻率不同的感測器10。換言之，爆震頻率不同之待測物所使用之共振式爆震感測器10可使用相同的外殼20、保護蓋50及傳輸件60，因此其製造成本較低。

如第五圖所示，本發明一第二較佳實施例所提供之共振式爆震感測器70與前述感測器10的差別在於，該感測器70之外殼20內部具有一凹槽28，該承載面24係位於該凹槽28內；而且，該承載座30不具有該固定部34，而係以該基部32固設於該凹槽28內。如此一來，該感測器70不但可達到與感測器10相同之功效，且該感測器70之承載座30因形狀較簡單而較容易製作。

如第六圖所示，本發明一第三較佳實施例所提供之共振式爆震感測器80與前述實施例之感測器10的差別在於，該外殼20與該承載座30之間可更設有一絕緣件90，以避免該振動片40輸出之電壓訊號受外部電磁波干擾。前述該第二實施例所提供之感測器70中，該外殼20與該承載座30之間亦可設有絕緣件。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．共振式爆震感測器

20．．．外殼

22．．．外連接部

24．．．承載面

26．．．內連接部

28．．．凹槽

30．．．承載座

32．．．基部

322．．．底面

324．．．頂面

34．．．固定部

36．．．支撐部

38．．．振動盤

40．．．振動片

50．．．保護蓋

60．．．傳輸件

62．．．本體

64．．．導電部

66．．．導線

70．．．共振式爆震感測器

80．．．共振式爆震感測器

90．．．絕緣件

第一圖為本發明一第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的立體組合圖；

第二圖為本發明該第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的立體分解圖；以及

第三圖及第四圖為本發明該第一較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖；

第五圖為本發明一第二較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖；以及

第六圖為本發明一第三較佳實施例所提供之共振式爆震感測器的剖視圖。

10．．．共振式爆震感測器

20．．．外殼

22．．．外連接部

30．．．承載座

32．．．基部

322．．．底面

34．．．固定部

38．．．振動盤

40．．．振動片

50．．．保護蓋

60．．．傳輸件

62．．．本體

64．．．導電部

66．．．導線

Claims (8)

1. 一種共振式爆震感測器，包含有：一外殼，具有一外連接部，該外殼內部具有一承載面；一承載座，具有一基部、一自該基部一頂面一體延伸而出之支撐部，以及一體連接於該支撐部一端之一振動盤，該承載座係固設於該外殼內部，且該基部之一底面係設於該外殼之承載面，使得該支撐部與該外連接部之間相互同軸對應地感應振動頻率；以及一振動片，係設於該承載座之振動盤。
2. 如申請專利範圍第1項所述之共振式爆震感測器，其中該外殼具有一設於該承載面之內連接部，該承載座具有一設於該基部底面之固定部，該固定部與該支撐部之位置係同軸對應，該固定部係與該外殼之內連接部固接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之共振式爆震感測器，其中該外殼之內連接部為一自該承載面凹陷之凹孔，該承載座之固定部為一自該基部之底面延伸而出之凸柱，且該固定部係插設於該內連接部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之共振式爆震感測器，其中該承載座之固定部及支撐部係呈圓柱狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之共振式爆震感測器，更包含有一設於該承載座之保護蓋，該振動片係位於該保護蓋內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之共振式爆震感測器，更包含有一設於該外殼之傳輸件，該傳輸件具有一與該振動片電性連接之導電部，用以傳輸該振動片產生之電壓訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之共振式爆震感測器，其中該外殼內部具有一凹槽，該承載面係位於該凹槽內。
8. 如申請專利範圍第1項所述之共振式爆震感測器，更包含有一設於該外殼與該承載座之間的絕緣件。