專利名稱：高頻響壓電薄膜式壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量流體動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)壓力的壓力傳感器，特別是一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器。
現(xiàn)有的壓電式壓力傳感器由于工作頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，而在許多技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。這種壓電式壓力傳感器通常由筒式結(jié)構(gòu)的殼體、硬質(zhì)壓電晶體片和彈性膜片組成，由于硬質(zhì)壓電晶體片和彈性膜片在高頻壓力脈沖作用下易產(chǎn)生機(jī)械振蕩，所以現(xiàn)有壓電式壓力傳感器的固有頻率一般為幾十KHz至250KHz，個(gè)別產(chǎn)品達(dá)到400KHz(傳感器技術(shù)手冊(cè)P1056～1057、國(guó)防工業(yè)出版社，1986)。但是即使是固有頻率達(dá)到400KHz的壓電式壓力傳感器在上升時(shí)間極快的壓力脈沖作用下也會(huì)發(fā)生振蕩現(xiàn)象，故無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量上升時(shí)間很快(小于2μs)的壓力脈沖的波形。
本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，它具有靈敏度高，不產(chǎn)生振蕩，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)用新型制作的用于測(cè)量流體動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)壓力的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，其特征是由殼體、錐形芯桿、絕緣介質(zhì)、壓電薄膜片、電極膜片和帶芯線的螺紋接頭組成，錐形芯桿通過(guò)絕緣介質(zhì)與殼體緊密配合形成一體，并使殼體端面與錐形芯桿端面保持在同一水平面，壓電薄膜片的直徑小于或等于錐形芯桿端面的直徑，并貼在錐形芯桿端面上，電極膜片貼在壓電薄膜片和殼體端面的外表面上，該電極膜片的直徑小于殼體端面的直徑，大于壓電薄膜片的直徑，帶芯線的螺紋接頭安裝在殼體的尾部，其芯線與錐形芯桿聯(lián)接。本實(shí)用新型的原理是一方面利用殼體和錐形芯桿應(yīng)力波的三維色散效應(yīng)，使壓電薄膜片上只承受入射壓力脈沖的作用，在入射壓力脈沖作用壓電薄膜片后則產(chǎn)生色散，而不產(chǎn)生對(duì)壓電薄膜片干擾的反射波；另一方面，由于壓電薄膜片是由柔軟薄膜制成，故不會(huì)在壓力脈沖作用下產(chǎn)生振蕩，所以本實(shí)用新型具有極高的頻率響應(yīng)特性。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著特點(diǎn)是(1)具有很高的頻響，且不產(chǎn)生振蕩；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、成本低廉；(3)本實(shí)用新型廣泛適用于對(duì)動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)條件下的液體壓力測(cè)量，特別適用于測(cè)量具有極短上升時(shí)間(＜1μs)的壓力脈沖，還可用于對(duì)各種流體沖擊波壓力的測(cè)量。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施方案由以下附圖
和實(shí)施例給出。
附圖是根據(jù)本實(shí)用新型提出的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
根據(jù)附圖示出的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器是由殼體(1)、錐形芯桿(2)、絕緣介質(zhì)(3)、壓電薄膜片(4)、電極膜片(5)和帶芯線的螺紋接頭(6)組成。錐形芯桿(2)通過(guò)絕緣介質(zhì)(3)與殼體(1)緊密配合形成一體，并使殼體(1)端面與錐形芯桿(2)端面保持在同一水平面上，該絕緣介質(zhì)(3)采用兩面涂復(fù)有環(huán)氧樹(shù)脂的塑料薄膜制成，殼體(1)與錐形芯桿(2)均由高強(qiáng)鋼(如炮鋼等)材料制成，錐形芯桿的錐度不大于35°，一般以30°為宜；壓電薄膜片(4)加工成與錐形芯桿(2)端面相同的直徑，并貼在錐形芯桿(2)端面上，該壓電薄膜片(4)是由具有壓電特性的有機(jī)高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成；電極膜片(5)的直徑小于殼體(1)端面的直徑，大于壓電薄膜片(4)的直徑，并貼在壓電薄膜片(4)和殼體(1)端面的外表面上，該電極膜片(5)由金屬材料(鋁或銅)制成，為了保護(hù)電極膜片(5)不受腐蝕，也可以在電極膜片(5)的外表面上涂復(fù)一層環(huán)氧樹(shù)脂保護(hù)膜；帶芯線的螺紋接頭(6)安裝在殼體(1)的尾部，其芯線與錐形芯桿(2)聯(lián)接，該螺紋接頭(6)可選用制式M5螺紋儀器接頭。
本實(shí)用新型經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了滿意的應(yīng)用效果。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)量流體動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)壓力的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，其特征是由殼體(1)、錐形芯桿(2)、絕緣介質(zhì)(3)、壓電薄膜片(4)、電極膜片(5)和帶芯線的螺紋接頭(6)組成，錐形芯桿(2)通過(guò)絕緣介質(zhì)(3)與殼體(1)緊密配合形成一體，并使殼體(1)端面與錐形芯桿(2)端面保持在同一水平面，壓電薄膜片(4)的直徑小于或等于錐形芯桿(2)端面的直徑相同，并貼在錐形芯桿(2)端面上，電極膜片(5)貼在壓電薄膜片(4)和殼體(1)端面的外表面上，該電極膜片(5)的直徑小于殼體(1)端面的直徑，大于壓電膜片(4)的直徑，帶芯線的螺紋接頭(6)安裝在殼體(1)的尾部，其芯線與錐形芯桿(2)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征是壓電薄膜片(4)由具有壓電特性的有機(jī)高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征是電極膜片(5)由金屬材料(鋁或銅)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征是絕緣介質(zhì)(3)是由兩面涂復(fù)有環(huán)氧樹(shù)脂的塑料薄膜制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力傳感器，其特征是絕緣介質(zhì)(3)是由兩面涂復(fù)有環(huán)氧樹(shù)脂的塑料薄膜制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量流體動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)壓力的壓力傳感器，特別是一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器。它主要由殼體、錐形芯桿、絕緣介質(zhì)、壓電薄膜片、電極膜片和帶芯線的螺紋接頭組成。本實(shí)用新型具有靈敏度高、不產(chǎn)生振蕩，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)，特別適合用于測(cè)量具有極短上升時(shí)間(＜1μs)的壓力脈沖，以及對(duì)各種流體沖擊波壓力的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01L9/08GK2093392SQ9121375
公開(kāi)日1992年1月15日 申請(qǐng)日期1991年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月20日
發(fā)明者朱明武, 文小健 申請(qǐng)人:華東工學(xué)院