一种低背化高温压电式加速度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器，具体地说，涉及一种低背化高温压电式加速度传感器。
【背景技术】
[0002]任何工作的机械部件均会发生振动，而振动频率，振幅大小则反应了机械部件的工作情况，设备的运转状态。近年来，压电陶瓷已经广泛应用于各种类型的振动传感器，微驱动器以及超声换能器等领域。而作为传感器，大多数情况仅限于日常环境(_4(T85°C)的时候，其压电元件通常选用高压电常数(d33?300-500pC/N)的锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷，同时，使用普通不锈钢等材料作为压电质量块，均能得到较大输出灵敏度的压电振动传感器。
[0003]然而，近年来对于一些高温高压场所，诸如:航空发动机、舰船燃气轮机、火力发电站汽轮机转子、核电站高温循环水等，对振动监测提出了迫切的需求。在这类高温环境(350^5000C )下，传统的PZT陶瓷由于居里温度较低(〈350 °C )而无法正常工作，所以，具有高居里温度的压电材料成为了唯一选择，诸如:铋层状压电陶瓷、类钙钛矿层状陶瓷、LiNb03单晶材料等成为备选材料。然而，一个主要问题是，这些材料的压电常数随居里温度的增加而呈现降低趋势，通常d33?2-15pC/N左右。为了保证较大的输出灵敏度，通常采用的解决办法为通过多层陶瓷片的叠层并联，以及增加质量块的厚度来实现。但是，这种解决办法使得传感器的器件高度很大，限制其安装环境。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种低背化高温压电式加速度传感器，采用中心压缩式结构，通过采用特殊形状的质量块设计，解决常规设计思路下传感器器件高度大的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种低背化高温压电式加速度传感器，其特征在于:包括底座、中心杆、绝缘套、叠层压电陶瓷、绝缘片、质量块、预紧螺母、外壳、玻璃封装接插件，以及电极引线；所述底座作为公共负极接地，它与中心杆相连接；所述叠层压电陶瓷套在中心杆上，所述绝缘套设置在叠层压电陶瓷与中心杆之间；所述绝缘片套装在中心杆上，位于叠层压电陶瓷的上方；所述质量块呈倒U形，套装在中心杆上，并从上向下罩在绝缘片和叠层压电陶瓷上；所述预紧螺母螺纹安装在中心杆的顶端，将绝缘套、叠层压电陶瓷、绝缘片、质量块压紧固定；所述玻璃封装接插件固定在底座上，所述叠层压电陶瓷与玻璃封装接插件通过电极引线连接在一起；所述外壳从上向下罩在底座上，且外壳的底端固定连接在底座上。
[0007]有益效果:与现有技术相比，本实用新型的质量块为倒U形套筒式设计，这样既可以充分利用传感器外壳与压电元件间的空间，达到传感器低背化的目的，又能够在外壳之内，再次形成一层保护壳，防止瞬时热冲击对器件输出灵敏度的影响。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构示意图；
[0009]图2为本实用新型中所述叠层压电陶瓷的侧视图；
[0010]图3为本实用新型中所述叠层压电陶瓷的俯视图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0012]参照图1，本实用新型所述的低背化高温压电式加速度传感器，包括带有中心M5螺孔的底座1、中心杆8、绝缘套2、叠层压电陶瓷3、绝缘片4、质量块5、预紧螺母6、外壳7、玻璃封装接插件9，以及电极引线10。所述叠层压电陶瓷3选用居里温度为650°C或更高的压电陶瓷材料；所述绝缘套2、绝缘片4选取电阻率远高于压电陶瓷的材料，如高纯氧化铝，氧化镁等；所述底座1、中心杆8、外壳7等部件采用耐高温合金材料制成。
[0013]所述底座I作为公共负极接地，它与中心杆8相连接；所述叠层压电陶瓷3套在中心杆8上，所述绝缘套2设置在叠层压电陶瓷3与中心杆8之间；所述绝缘片4套装在中心杆8上，位于叠层压电陶瓷3的上方；所述质量块5呈倒U形，套装在中心杆8上，并从上向下罩在绝缘片4和叠层压电陶瓷3上；所述预紧螺母6螺纹安装在中心杆8的顶端，将绝缘套2、叠层压电陶瓷3、绝缘片4、质量块5压紧固定；所述玻璃封装接插件9固定在底座I上，所述叠层压电陶瓷3与玻璃封装接插件9通过电极引线10通过焊接方式连接在一起；所述外壳7从上向下罩在底座上1，且外壳7的底端通过焊接方式固定在底座I上。
[0014]所述叠层压电陶瓷3的结构如图2、图3所示，选取压电陶瓷环片21，在极性正反依次交替排列，同时用X向引电片22连接陶瓷片正极，用y向引电片23连接负极，使压电陶瓷环片21在电学上形成并联电路，增强其输出电荷的能力。
[0015]使用时，将传感器通过中心螺孔固定于被测设备上，再通过耐高温电缆引出测试电荷即可。
【主权项】
1.一种低背化高温压电式加速度传感器，其特征在于:包括底座(1)、中心杆(8)、绝缘套(2)、叠层压电陶瓷(3)、绝缘片(4)、质量块(5)、预紧螺母(6)、外壳(7)、玻璃封装接插件(9)，以及电极引线(10);所述底座(I)作为公共负极接地，它与中心杆(8)相连接；所述叠层压电陶瓷(3 )套在中心杆(8 )上，所述绝缘套(2 )设置在叠层压电陶瓷(3 )与中心杆(8)之间；所述绝缘片(4)套装在中心杆(8)上，位于叠层压电陶瓷(3)的上方；所述质量块(5)呈倒U形，套装在中心杆(8)上，并从上向下罩在绝缘片(4)和叠层压电陶瓷(3)上；所述预紧螺母(6)螺纹安装在中心杆(8)的顶端，将绝缘套(2)、叠层压电陶瓷(3)、绝缘片(4 )、质量块(5 )压紧固定；所述玻璃封装接插件(9 )固定在底座(I)上，所述叠层压电陶瓷(3)与玻璃封装接插件(9)通过电极引线(10)连接在一起；所述外壳(7)从上向下罩在底座上(1)，且外壳(7)的底端固定连接在底座(I)上。
【专利摘要】本实用新型涉及一种传感器，具体地说，涉及一种低背化高温压电式加速度传感器。包括底座、中心杆、绝缘套、叠层压电陶瓷、绝缘片、质量块、预紧螺母、外壳、玻璃封装接插件，以及电极引线。本实用新型的质量块为倒U形套筒式设计，这样既可以充分利用传感器外壳与压电元件间的空间，达到传感器低背化的目的，又能够在外壳之内，再次形成一层保护壳，防止瞬时热冲击对器件输出灵敏度的影响。
【IPC分类】G01P1-02, G01P15-09
【公开号】CN204269678
【申请号】CN201420629504
【发明人】石维, 彭志航, 冷森林, 黄帅, 龙禹, 王强, 李勇, 黄伟
【申请人】铜仁学院
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年10月28日