高压隔离的压电传感器的制作方法

文档序号:6118242阅读:666来源:国知局
专利名称:高压隔离的压电传感器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种信号拾取传感器,特别是涉及一种压电传感器。
背景技术
目前,用于磁致伸缩式测距和液位测量设备中的信号拾取传感器通常有两种方式,其一是采用变压器方式拾取脉冲信号,此方法原理虽然简单,但在实现信号拾取的机械部分的组装十分不便,往往造成电子单元部分的体积过大;其二是采用压电器件拾取信号,在采用压电器件拾取信号时,压电器件和波导线之间的连接方式一般有两种其中,一种方式是压电器件和波导线直接接触,但压电器件直接接触波导线拾取信号,压电器件将会从波导线上引入很大的高压脉冲信号给电子单元,严重影响了信号的质量,使得信号的鉴别十分困难,加大了后级电路的处理难度;另外一种方式是压电器件和波导线分开放置,两者通过连接装置将波导线上机械的扭矩信号传导至压电器件上,然后通过压电器件再进行模式转换,将机械信号转换为电信号,采用此种连接方式时机械信号的损失过大,导致产生的有效电信号与电噪声信号基本处于同一量级,因此,也会使得信号的质量变差,增大信号的鉴别难度。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构新颖、简单,安装方便,便于流水线生产的高压隔离的压电传感器,用以解决压电器件和波导线直接接触时的电气隔离,从而从根本上解决了信号质量问题,以提高仪表的稳定性和准确性。
为了解决上述技术问题,本实用新型是以下述技术方案予以实现的,包括压电器件和其上的波导线,所述压电器件的表面设置有一层绝缘膜。其中,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线。
本实用新型高压隔离的压电传感器的另外一种技术方案是,包括设置在第一压电器件和第二压电器件之间的波导线,所述第一压电器件表面和所述第二压电器件表面分别设置有一层绝缘膜。其中,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线,所述第一压电器件和第二压电器件的输出线为串联连接或并联连接。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是本实用新型用在磁致伸缩式测距和液位测量设备中,以此进行模式转换后所得到的信号稳定性和信噪比极强,从而极大的减小了电子单元对信号的前级处理难度,信号鉴别简单方便,提高了仪表的可靠性和准确性;本实用新型结构简单可靠,安装方便,更利于实现大规模的现代化流水线作业生产。


图1是本实用新型高压隔离的压电传感器结构立体图;图2是本实用新型高压隔离的压电传感器实施例一的结构示意图;图3是本实用新型高压隔离的压电传感器实施例二的结构示意图;图4和图5本实用新型高压隔离的压电传感器实施例二输出线连线方式示意图;图6是采用了本实用新型压电传感器的磁致伸缩式测距和液位测量设备的结构示意图;图7-1是现有技术磁致伸缩式测距和液位测量设备中信号转换模块8输出的信号包络图;图7-2是在磁致伸缩式测距和液位测量设备中利用本实用新型作为信号转换模块输出的信号包络图。
下面是本实用新型中附图标记的说明1-磁致伸缩线2-输出线 3-输出线4-保护膜5-压电陶瓷 6-绝缘导线7-电源及信号导线8-信号转换模块 9-电子单元10-电子单元固定螺钉 11-绝缘护套外管12-不锈钢外护套管13-永磁铁 14-档板15-无效干扰信号16-有效回波信号具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。
现有技术中,压电器件直接接触波导线拾取信号,压电器件将会从波导线上引入很大的高压脉冲信号给电子单元,严重影响了信号的质量,使得信号的鉴别十分困难,加大了后级电路的处理难度。为了解决上述技术问题,避免波导线上的高压大电流信号对设备中电子单元前级放大处理电路的冲击。因此,如图1和图2所示,本实用新型高压隔离的压电传感器的一种技术方案是,所述压电器件采用压电陶瓷5,所述波导线采用磁致伸缩波导线1,即通过所述磁致伸缩波导线1将扭动形式的机械信号转换为可测量的电脉冲信号。在所述压电陶瓷5的表面设置有一层绝缘膜4,所述绝缘膜4的厚度小于1mm,其形状尺寸保证能够完成预定功能的膜状材料即可,其功能是在波导线1和压电器件之间起到电气的隔离绝缘,并且能传导波导线1上的机械扭动或震动信号作用至压电器件,或者是不影响波导线1上的机械扭动或震动信号作用至压电器件表面,从而保证磁致伸缩波导线1和压电陶瓷5之间电气上是完全隔离的,所述压电陶瓷5的正负端面上分别焊接有的信号输出线2和3,如图6所示,本实用新型通过所述两条输出线2和3与磁致伸缩式测距和液位测量设备中的电子单元9连接。
如图3所示,本实用新型高压隔离的压电传感器的另外一种技术方案主要是压电陶瓷5的增强型安装方式,即,在上述技术方案的基础上,在所述磁致伸缩波导线1的两边压有包覆绝缘膜4的第一压电陶瓷5和第二压电陶瓷5,如图4所示,所述两片压电陶瓷5的输出线可以采用并联方式,并行接线输出增强了信号模式转换后输出的信号能量,更大程度的增强了信号的稳定型。如图5所示,所述两片压电陶瓷5的输出线还可以采用串联方式,串行接线方式增大了信号模式转换后输出的信号幅度,使得信号更容易鉴别。
图6示出了采用本实用新型压电传感器的磁致伸缩式测距和液位测量设备的结构,即,设备中的信号转换模块8采用本实用新型高压隔离的压电传感器结构,该设备的工作原理如下设备中的电子单元9向磁致伸缩波导线1发出一个高压大电流的脉冲信号,此脉冲信号通过绝缘导线6和电子单元9构成回路,并且脉冲信号在流经永磁铁13时,在所述磁致伸缩波导线1上产生扭矩信号,该扭矩信号以声波的速度向两侧传导,当向电子单元9方向传导的扭矩信号到达信号转换模块8,所述信号转换模块8将机械的扭矩信号转换为电子的脉冲信号,而向另一侧传导的扭矩信号不做处理,这样当永磁铁13移动时,扭矩信号传导至信号转换模块8之间的时间就会不同,从而电子单元9经过处理计算得到永磁铁13和信号转换模块8之间的实际距离,并且电子单元9将此距离信号转换为模拟或数字的信号通过电源及信号导线7输出,挡板14防止永磁铁13的移动超出测量范围。本实用新型中所述电子单元9是通过电子单元固定螺钉10固定于不锈钢外护套管12上面,不锈钢外护套管12和绝缘护套外管11保护电子单元9、绝缘导线6和磁致伸缩线1,以保证这些部件不与待测液体或外界其它物体有电气上的接触。
如图7-1是现有技术磁致伸缩式测距和液位测量设备中信号转换模块8输出的信号包络图,即图6中的信号转换模块8为没有加入保护膜的传感器,从图7-1中明显可见波导线上高压脉冲产生的无效干扰信号15和可用的有效回波信号16混合在一起,信号不可取,导致后级无法处理如图7-2是在磁致伸缩式测距和液位测量设备中利用本实用新型作为信号转换模块8输出的信号包络图,即图6中的信号转换模块8为加入保护膜的传感器,从图7-2中明显可见波导线上高压脉冲产生的无效干扰信号已经消失,而可用的有效回波信号16清晰可见,后级电路处理这样的波形很简单。通过上述图7-1和图7-2的比较,可以清楚的看出其信号的稳定性和信噪比极强,从而极大的减小了电子单元对信号的前级处理难度,信号鉴别简单方便,提高了仪表的准确性;本实用新型结构简单可靠,安装方便,更利于实现大规模的现代化流水线作业生产。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式
,上述的具体实施方式
仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以作出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。
权利要求1.一种高压隔离的压电传感器,包括波导线、压电器件和输出线,其特征在于,所述压电器件表面设置有一层绝缘膜。
2.根据权利要求1所述高压隔离的压电传感器,其特征在于,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线。
3.一种高压隔离的压电传感器,包括波导线、压电器件和输出线,其特征在于,所述的压电器件包括设置在所述波导线两侧的第一压电器件和第二压电器件,所述第一压电器件表面和所述第二压电器件表面分别设置有一层绝缘膜。
4.根据权利要求3所述高压隔离的压电传感器,其特征在于,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线。
5.根据权利要求3所述高压隔离的压电传感器,其特征在于,所述第一压电器件和第二压电器件的输出线为串联连接。
6.根据权利要求3所述高压隔离的压电传感器,其特征在于,所述第一压电器件和第二压电器件的输出线为并联连接。
专利摘要本实用新型公开了一种结构新颖、简单,安装方便,便于流水线生产的高压隔离的压电传感器,用以解决压电器件和波导线直接接触时的电气隔离,从而从根本上解决了信号质量问题,以提高仪表的稳定性和准确性。本实用新型包括压电器件和其上的波导线,所述压电器件的表面设置有一层绝缘膜。其中,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线。本实用新型的另外一种技术方案是,包括设置在第一压电器件和第二压电器件之间的波导线,所述第一压电器件表面和所述第二压电器件表面分别设置有一层绝缘膜。其中,所述压电器件为压电陶瓷,所述波导线为磁致伸缩波导线,所述第一压电器件和第二压电器件的输出线为串联连接或并联连接。
文档编号G01D5/12GK2914037SQ20062002537
公开日2007年6月20日 申请日期2006年2月20日 优先权日2006年2月20日
发明者李富强, 耿八一, 秦旭东 申请人:天津菲特测控仪器有限公司
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