声发射传感器的制作方法

本申请属于电力工程技术领域，具体涉及一种声发射传感器。

背景技术：

声发射是一种常见的物理现象，大多数材料在塑性形变和断裂时都会有声发射发生。声发射传感器作为声发射信号的接收装置，是发射检测系统的重要部分，是影响系统整体性能重要因素。声发射传感器接收到的信号的电压有时低至微伏数量级。因此，如果声发射传感器设计不合理，会使接受到的信号和希望接受到的声发射信号有较大差别，直接影响所采集数据的真实度和数据处理结果。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种声发射传感器。

根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种声发射传感器，其包括不锈钢外壳、端盖、压电元件、前置放大器电路板和外设接口；所述不锈钢外壳和端盖构成一个封闭空间，所述压电元件和前置放大器电路板均固定设置在所述封闭空间中，所述压电元件位于所述端盖上，所述外设接口嵌设在所述不锈钢外壳的侧壁上；

所述压电元件的输出端与所述前置放大器电路板上前置放大器的输入端连接，所述前置放大器电路板上前置放大器的输出端与所述外设接口连接。

进一步地，所述声发射传感器还包括不锈钢电磁隔离板，所述不锈钢电磁隔离板设置在所述压电元件与前置放大器电路板之间，所述压电元件与前置放大器电路板通过导线连接，所述导线的一端与所述压电元件的输出端连接，其另一端穿过所述不锈钢电磁隔离板后与所述前置放大器电路板上前置放大器的输入端连接。

更进一步地，所述不锈钢电磁隔离板将所述封闭空间分成上空间和下空间，所述前置放大器电路板固定设置在所述上空间中，所述压电元件固定设置在下空间中。

进一步地，所述不锈钢电磁隔离板将所述封闭空间分成左空间和右空间，所述前置放大器电路板固定设置在所述右空间中，所述压电元件固定设置在所述左空间中。

进一步地，所述不锈钢外壳采用顶端封闭的圆筒形结构，所述前置放大器电路板采用圆形结构；所述前置放大器电路板所采用的圆形结构的直径与圆筒形结构的内径相等。

更进一步地，所述不锈钢电磁隔离板采用圆形结构，所述不锈钢电磁隔离板所采用的圆形结构的直径与圆筒形结构的内径相等。

更进一步地，所述端盖采用纵截面为凸字形的结构，所述不锈钢外壳的底端与端盖匹配设置。

更进一步地，所述端盖包括一圆盘和一圆柱，所述圆盘的直径大于所述圆柱的直径，且等于所述圆筒形结构的直径，所述圆柱固定设置在所述圆盘的顶面中心处。

进一步地，所述不锈钢外壳采用顶端封闭、内部中空的长方体结构，所述端盖包括第一矩形块和第二矩形块，所述第一矩形块的长度大于所述第二矩形块的长度，且等于所述长方体结构的长度，所述第一矩形块固定设置在所述第二矩形块的顶面中心处

进一步地，所述端盖采用陶瓷材料制成。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请声发射传感器通过将压电元件和前置放大器电路板放置在同一个不锈钢外壳内，能够避免压电元件与前置放大器之间连线裸露在电磁环境中带来的信号噪声，降低连线重复拆装造成的信号断线故障率。本申请通过在压电元件和前置放大器电路板之间设置一不锈钢电磁隔离板，能够有效隔离压电元件与前置放大器之间的电磁干扰，降低信号噪声，提高信噪比。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种声发射传感器的结构示意图之一。

图2是根据一示例性实施例示出的一种声发射传感器的结构示意图之二。

图中：1-不锈钢外壳；2-端盖；3-压电元件；4-前置放大器电路板；5-外设接口；6-导线；7-不锈钢电磁隔离板。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请的发明人在研发过程中发现，由于声发射传感器接收到的信号的电压有时低至微伏数量级，因此这样微弱的信号如果经过长距离的传输，信噪比必然要降低。而现有的声发射传感器与前置放大器均为独立部件。前置放大器有独立的外壳封装，声发射传感器也有独立的外壳封装。使用时，需要用电缆将声发射传感器的信号输出端口与前置放大器的信号输入端口连接起来。这种做法中一方面由于连接电缆裸漏在外，容易受到电磁干扰，产生信号噪声；另一方面重复拆装声发射传感器和前置放大器的连接电缆，容易出现信号断线，引发故障。

如图1所示，本申请声发射传感器包括不锈钢外壳1、端盖2、压电元件3、前置放大器电路板4和外设接口5。其中，不锈钢外壳1和端盖2构成一个封闭空间，压电元件3和前置放大器电路板4均固定设置在封闭空间中，压电元件3位于端盖2上，外设接口5嵌设在不锈钢外壳1的侧壁上。压电元件3的输出端通过导线6与前置放大器电路板4上前置放大器的输入端连接，前置放大器电路板4上前置放大器的输出端与外设接口5的一端连接，外设接口5的另一端与外部设备连接。

本申请声发射传感器将压电元件3和前置放大器电路板4放置在同一个不锈钢外壳1内，避免了现有技术中声发射传感器与前置放大器需要进行的连线操作，简化了操作步骤，能够避免声发射传感器与前置放大器之间连线裸露在电磁环境中带来的信号噪声，降低连线重复拆装造成的信号断线故障率。

在本实施例中，如图2所示，本申请声发射传感器还包括不锈钢电磁隔离板7，不锈钢电磁隔离板7设置在压电元件3与前置放大器电路板4之间，用于隔离压电元件3与前置放大器电路板4。

在一个具体的实施例中，不锈钢电磁隔离板7将不锈钢外壳1和端盖2构成的封闭空间分成上空间和下空间。其中，前置放大器电路板4固定设置在上空间中，压电元件3固定设置在下空间中。导线6的一端与压电元件3的输出端连接，其另一端穿过不锈钢电磁隔离板7后与前置放大器电路板4上前置放大器的输入端连接。具体地，上空间中填充硅胶，通过硅胶将前置放大器电路板4固定在上空间中。下空间中也填充有硅胶，通过硅胶将压电元件3固定在下空间中。

在另一个具体的实施例中，不锈钢电磁隔离板7将不锈钢外壳1和端盖2构成的封闭空间分成左空间和右空间。其中，前置放大器电路板4固定设置在右空间中，压电元件3固定设置在左空间中。具体地，右空间中填充硅胶，通过硅胶将前置放大器电路板4固定在右空间中。左空间中也填充有硅胶，通过硅胶将压电元件3固定在左空间中。

在一些实施例中，不锈钢外壳1采用顶端封闭的圆筒形结构。为便于将前置放大器电路板4稳固地设置在不锈钢外壳1中，前置放大器电路板4采用圆形结构。其中，前置放大器电路板4所采用的圆形结构的直径与圆筒形结构的内径相等。同理，不锈钢电磁隔离板7也采用圆形结构，不锈钢电磁隔离板7所采用的圆形结构的直径与圆筒形结构的内径相等。

在一些实施例中，端盖2采用陶瓷材料制成。陶瓷材料具有良好的电绝缘性。本申请声发射传感器使用时，端盖2与被测件接触，被测件的声发射信号通过端盖2传到压电元件3上。

在一些实施例中，端盖2采用纵截面为凸字形的结构，不锈钢外壳1的底端与端盖2匹配设置。这样的设置方便对不锈钢外壳1和端盖2进行组装。

在一个具体的实施例中，当不锈钢外壳1采用顶端封闭的圆筒形结构时，端盖2包括一圆盘和一圆柱，圆盘的直径大于圆柱的直径，且等于圆筒形结构的直径，圆柱固定设置在圆盘的顶面中心处。具体地，圆盘和圆柱为一体成型。不锈钢外壳1的底端与端盖2匹配设置。

在另一个具体的实施例中，当不锈钢外壳1采用顶端封闭、内部中空的长方体结构时，端盖2包括第一矩形块和第二矩形块，第一矩形块的长度大于第二矩形块的长度，且等于长方体结构的长度，第一矩形块固定设置在第二矩形块的顶面中心处。具体地，第一矩形块与第二矩形块为一体成型。不锈钢外壳1的底端与端盖2匹配设置。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。