专利名称:一种高热稳定性高温压电加速度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种传感器，具体地说，涉及一种高热稳定性高温压电加速度传感器。包括基座、外壳、连接器和连接导线；所述基座上设有圆柱凸台和中心柱；所述中心柱的顶端设有螺纹，且在中心柱上从上到下依次套装下电极片、压电晶体、上电极片、绝缘体和质量块，所述质量块的顶部设有凹槽，所述凹槽内设有紧固螺母；所述连接器内设有两根插针，所述两根插针分别通过连接导线与所述下电极片、上电极片实现电气连接。本实用新型很好地解决了压电传感器产品的基座应变效应和瞬变温度效应的影响，使得其能够长期稳定地工作在485℃的高温环境，适用于航空航天等严酷环境下的振动测量。
【专利说明】 一种高热稳定性高温压电加速度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器，具体地说，涉及一种高热稳定性高温压电加速度传感器。
【背景技术】
[0002]对航空发动机振动的检测，需要加速度传感器能够长期稳定的工作在480°C以上的高温环境中。
[0003]从陈建元编著的《传感器技术》(P.88-89)中公知，压电加速度传感器存在基座机械应变和热应变的影响，使其检测精度和灵敏度降低。当普通的压电加速传感器用于测量航空发动机的振动时，高温使得这种影响更为突出，工作性能不稳定，测试误码率高。
[0004]CN99113406号专利采用隔热垫圈组合加速度感应系统与基座隔离来，采用PbWO4陶瓷质量块，并在质量块与预紧螺丝之间增加热应力垫圈来缓解基座热应变的影响。CN201320665189号专利采用可在700°C以下长期工作的高温合金材料来加工基座、隔离罩、引电片、预紧螺母、预紧螺杆，一定程度上减小了基座热应变的影响。CN200820072917、CN201120280684还采用基座冷却装置来提高加速度传感器的高温工作性能。
[0005]现有技术中，用于安装压电加速度感应系统的基座、预紧螺丝等部件仍采用热膨胀系数和塑性都较大的金属材料，因此，都没有从根本上解决压电加速度传感器基座的机械应变和热应变的影响，使得高温压电加速度传感器的工作性能不稳定，测试误码率高。
[0006]因此，对于长期工作在高温环境下的压电加速度传感器而言，其基座热应力的影响是亟需解决的问题之一。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于，提供一种高热稳定性高温压电加速度传感器，以解决上述的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0009]一种高热稳定性高温压电加速度传感器，其特征在于:包括基座、外壳、连接器和连接导线；所述基座上设有圆柱凸台和中心柱，所述圆柱凸台固定在基座上，所述中心柱的底端固定在圆柱凸台上；所述中心柱的顶端设有螺纹，且在中心柱上从上到下依次套装下电极片、压电晶体、上电极片、绝缘体和质量块，所述质量块的顶部设有凹槽，所述凹槽内设有紧固螺母，所述紧固螺母螺纹装配在中心柱的顶端上，将下电极片、压电晶体、上电极片、绝缘体和质量块压紧固定；所述外壳从上向下罩在圆柱凸台上，外壳的底端固定连接在基座上；所述连接器固定在外壳上；所述连接器内设有两根插针，所述两根插针分别通过连接导线与所述下电极片、上电极片实现电气连接。
[0010]有益效果:与现有技术相比，本实用新型很好地解决了压电传感器产品的基座应变效应和瞬变温度效应的影响，使得其能够长期稳定地工作在485°C的高温环境，适用于航空航天等严酷环境下的振动测量，具体地说:[0011 ] 1、基座和紧固螺母均采用高强度、耐热性好、易于机械加工的结构陶瓷材料加工而成，由于陶瓷材料具有良好的热稳定性，热膨胀系数极小，所以基座的热应变效应及瞬变温度效应对产品输出信号的不良影响得到非常好的解决，极大的提高了产品的高温工作性會K ;
[0012]2、外壳采用特殊的结构设计，易于冲压成型；
[0013]3、下电极片、上电极片、连接导线、连接器插针均采用镀镍铜材料，既满足高温使用环境要求，又降低了产品成本；
[0014]4、整体结构采用耐高温设计，产品具有良好的长期稳定性。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]参照图1，本实用新型所述的高热稳定性高温压电加速度传感器，包括基座1、外壳8、连接器9和连接导线11，所述基座I上设有圆柱凸台13和中心柱12，所述圆柱凸台13固定在基座I上，所述中心柱12的底端固定在圆柱凸台13上；所述中心柱12的顶端设有螺纹，且在中心柱12上从上到下依次套装下电极片2、压电晶体3、上电极片4、绝缘体5和质量块6，所述质量块6的顶部设有凹槽，所述凹槽内设有紧固螺母7，所述紧固螺母7螺纹装配在中心柱12的顶端上，将下电极片2、压电晶体3、上电极片4、绝缘体5和质量块6压紧固定；所述外壳8从上向下罩在圆柱凸台13上，外壳8的底端固定连接在基座I上；所述连接器9固定在外壳8上；所述连接器9内设有两根插针10，所述两根插针10分别通过连接导线11与所述下电极片2、上电极片3实现电气连接。
[0018]在本实用新型中，所述基座I由高强度、耐热性好、易于机械加工的结构陶瓷材料加工而成，所用结构陶瓷材料由氧化铝、氧化钴等陶瓷微粒和磷酸盐或钒酸盐微粒混合烧制而成。
[0019]所述紧固螺母7由高强度、耐热性好、易于机械加工的结构陶瓷材料加工而成，所用结构陶瓷材料由氧化铝、氧化钴等陶瓷微粒和磷酸盐或钒酸盐微粒混合烧制而成。
[0020]所述外壳8采用英科耐尔耐高温耐腐蚀合金板材冲压成型，采用一段圆柱面、三段方形棱面接合的结构设计，所述圆柱面与所述方形棱面之间及各方形棱面之间采用圆弧柱面过渡设计，易于所述外壳的冲压成型。所述外壳8套在所述基座I的圆柱凸台13上，通过焊接固定在基座I上。所述外壳8的一个侧面开孔，用于所述连接器9的焊接固定。
[0021]所述连接器9的外壳和插针10用铜合金材料加工而成，并镀覆一定厚度的镍保护层，所述连接器9的外壳与所述插针10之间采用高纯石英玻璃封接材料真空烧结固定。所述连接器9通过焊接的方式固定在所述外壳8侧面的开孔处。
[0022]所述下电极片2、所述上电极片4采用铜箔冲压成型，并镀覆一定厚度的镍保护层，与连接器9的插针10之间采用镀镍铜导线经过焊接实现电气连接。
[0023]所述绝缘体5采用由氧化铝、氧化钴等陶瓷微粒和磷酸盐或钒酸盐微粒混合的结构陶瓷材料加工而成。
[0024]所述质量块6采用由氧化铝、氧化钴等陶瓷微粒和磷酸盐或钒酸盐微粒混合结构陶瓷材料加工而成。
[0025]所述压电晶体3采用居里温度大于800°C的压电陶瓷材料。
[0026]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种高热稳定性高温压电加速度传感器，其特征在于:包括基座(I)、外壳(8)、连接器(9)和连接导线(11);所述基座(I)上设有圆柱凸台(13)和中心柱(12)，所述圆柱凸台(13)固定在基座(I)上，所述中心柱(12)的底端固定在圆柱凸台(13)上；所述中心柱(12)的顶端设有螺纹，且在中心柱(12)上从上到下依次套装下电极片(2)、压电晶体(3)、上电极片(4 )、绝缘体(5 )和质量块(6 )，所述质量块(6 )的顶部设有凹槽，所述凹槽内设有紧固螺母(7)，所述紧固螺母(7)螺纹装配在中心柱(12)的顶端上，将下电极片(2)、压电晶体(3)、上电极片(4)、绝缘体(5)和质量块(6)压紧固定；所述外壳(8)从上向下罩在圆柱凸台(13)上，外壳(8)的底端固定连接在基座(I)上；所述连接器(9)固定在外壳(8)上；所述连接器(9)内设有两根插针(10)，所述两根插针(10)分别通过连接导线(11)与所述下电极片(2)、上电极片(3)实现电气连接。
【文档编号】G01P15-09GK204269677SQ201420629489
【发明者】黄帅, 石维, 龙禹, 王强, 冷森林, 彭志航, 李勇, 黄伟 [申请人]铜仁学院