一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，具體地說，涉及一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]對航空發(fā)動機振動的檢測，需要加速度傳感器能夠長期穩(wěn)定的工作在480°C以上的高溫環(huán)境中。
[0003]從陳建元編著的《傳感器技術(shù)》(P.88-89)中公知，壓電加速度傳感器存在基座機械應變和熱應變的影響，使其檢測精度和靈敏度降低。當普通的壓電加速傳感器用于測量航空發(fā)動機的振動時，高溫使得這種影響更為突出，工作性能不穩(wěn)定，測試誤碼率高。
[0004]CN99113406號專利采用隔熱墊圈組合加速度感應系統(tǒng)與基座隔離來，采用PbWO4陶瓷質(zhì)量塊，并在質(zhì)量塊與預緊螺絲之間增加熱應力墊圈來緩解基座熱應變的影響。CN201320665189號專利采用可在700°C以下長期工作的高溫合金材料來加工基座、隔離罩、引電片、預緊螺母、預緊螺桿，一定程度上減小了基座熱應變的影響。CN200820072917、CN201120280684還采用基座冷卻裝置來提高加速度傳感器的高溫工作性能。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，用于安裝壓電加速度感應系統(tǒng)的基座、預緊螺絲等部件仍采用熱膨脹系數(shù)和塑性都較大的金屬材料，因此，都沒有從根本上解決壓電加速度傳感器基座的機械應變和熱應變的影響，使得高溫壓電加速度傳感器的工作性能不穩(wěn)定，測試誤碼率高。
[0006]因此，對于長期工作在高溫環(huán)境下的壓電加速度傳感器而言，其基座熱應力的影響是亟需解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于，提供一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器，以解決上述的技術(shù)問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器，其特征在于:包括基座、外殼、連接器和連接導線；所述基座上設(shè)有圓柱凸臺和中心柱，所述圓柱凸臺固定在基座上，所述中心柱的底端固定在圓柱凸臺上；所述中心柱的頂端設(shè)有螺紋，且在中心柱上從上到下依次套裝下電極片、壓電晶體、上電極片、絕緣體和質(zhì)量塊，所述質(zhì)量塊的頂部設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有緊固螺母，所述緊固螺母螺紋裝配在中心柱的頂端上，將下電極片、壓電晶體、上電極片、絕緣體和質(zhì)量塊壓緊固定；所述外殼從上向下罩在圓柱凸臺上，外殼的底端固定連接在基座上；所述連接器固定在外殼上；所述連接器內(nèi)設(shè)有兩根插針，所述兩根插針分別通過連接導線與所述下電極片、上電極片實現(xiàn)電氣連接。
[0010]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型很好地解決了壓電傳感器產(chǎn)品的基座應變效應和瞬變溫度效應的影響，使得其能夠長期穩(wěn)定地工作在485°C的高溫環(huán)境，適用于航空航天等嚴酷環(huán)境下的振動測量，具體地說:[0011 ] 1、基座和緊固螺母均采用高強度、耐熱性好、易于機械加工的結(jié)構(gòu)陶瓷材料加工而成，由于陶瓷材料具有良好的熱穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)極小，所以基座的熱應變效應及瞬變溫度效應對產(chǎn)品輸出信號的不良影響得到非常好的解決，極大的提高了產(chǎn)品的高溫工作性會K ;
[0012]2、外殼采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，易于沖壓成型；
[0013]3、下電極片、上電極片、連接導線、連接器插針均采用鍍鎳銅材料，既滿足高溫使用環(huán)境要求，又降低了產(chǎn)品成本；
[0014]4、整體結(jié)構(gòu)采用耐高溫設(shè)計，產(chǎn)品具有良好的長期穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0017]參照圖1，本實用新型所述的高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器，包括基座1、外殼8、連接器9和連接導線11，所述基座I上設(shè)有圓柱凸臺13和中心柱12，所述圓柱凸臺13固定在基座I上，所述中心柱12的底端固定在圓柱凸臺13上；所述中心柱12的頂端設(shè)有螺紋，且在中心柱12上從上到下依次套裝下電極片2、壓電晶體3、上電極片4、絕緣體5和質(zhì)量塊6，所述質(zhì)量塊6的頂部設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有緊固螺母7，所述緊固螺母7螺紋裝配在中心柱12的頂端上，將下電極片2、壓電晶體3、上電極片4、絕緣體5和質(zhì)量塊6壓緊固定；所述外殼8從上向下罩在圓柱凸臺13上，外殼8的底端固定連接在基座I上；所述連接器9固定在外殼8上；所述連接器9內(nèi)設(shè)有兩根插針10，所述兩根插針10分別通過連接導線11與所述下電極片2、上電極片3實現(xiàn)電氣連接。
[0018]在本實用新型中，所述基座I由高強度、耐熱性好、易于機械加工的結(jié)構(gòu)陶瓷材料加工而成，所用結(jié)構(gòu)陶瓷材料由氧化鋁、氧化鈷等陶瓷微粒和磷酸鹽或釩酸鹽微?；旌蠠贫?。
[0019]所述緊固螺母7由高強度、耐熱性好、易于機械加工的結(jié)構(gòu)陶瓷材料加工而成，所用結(jié)構(gòu)陶瓷材料由氧化鋁、氧化鈷等陶瓷微粒和磷酸鹽或釩酸鹽微?；旌蠠贫?。
[0020]所述外殼8采用英科耐爾耐高溫耐腐蝕合金板材沖壓成型，采用一段圓柱面、三段方形棱面接合的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所述圓柱面與所述方形棱面之間及各方形棱面之間采用圓弧柱面過渡設(shè)計，易于所述外殼的沖壓成型。所述外殼8套在所述基座I的圓柱凸臺13上，通過焊接固定在基座I上。所述外殼8的一個側(cè)面開孔，用于所述連接器9的焊接固定。
[0021]所述連接器9的外殼和插針10用銅合金材料加工而成，并鍍覆一定厚度的鎳保護層，所述連接器9的外殼與所述插針10之間采用高純石英玻璃封接材料真空燒結(jié)固定。所述連接器9通過焊接的方式固定在所述外殼8側(cè)面的開孔處。
[0022]所述下電極片2、所述上電極片4采用銅箔沖壓成型，并鍍覆一定厚度的鎳保護層，與連接器9的插針10之間采用鍍鎳銅導線經(jīng)過焊接實現(xiàn)電氣連接。
[0023]所述絕緣體5采用由氧化鋁、氧化鈷等陶瓷微粒和磷酸鹽或釩酸鹽微?；旌系慕Y(jié)構(gòu)陶瓷材料加工而成。
[0024]所述質(zhì)量塊6采用由氧化鋁、氧化鈷等陶瓷微粒和磷酸鹽或釩酸鹽微?；旌辖Y(jié)構(gòu)陶瓷材料加工而成。
[0025]所述壓電晶體3采用居里溫度大于800°C的壓電陶瓷材料。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器，其特征在于:包括基座(I)、外殼(8)、連接器(9)和連接導線(11);所述基座(I)上設(shè)有圓柱凸臺(13)和中心柱(12)，所述圓柱凸臺(13)固定在基座(I)上，所述中心柱(12)的底端固定在圓柱凸臺(13)上；所述中心柱(12)的頂端設(shè)有螺紋，且在中心柱(12)上從上到下依次套裝下電極片(2)、壓電晶體(3)、上電極片(4 )、絕緣體(5 )和質(zhì)量塊(6 )，所述質(zhì)量塊(6 )的頂部設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有緊固螺母(7)，所述緊固螺母(7)螺紋裝配在中心柱(12)的頂端上，將下電極片(2)、壓電晶體(3)、上電極片(4)、絕緣體(5)和質(zhì)量塊(6)壓緊固定；所述外殼(8)從上向下罩在圓柱凸臺(13)上，外殼(8)的底端固定連接在基座(I)上；所述連接器(9)固定在外殼(8)上；所述連接器(9)內(nèi)設(shè)有兩根插針(10)，所述兩根插針(10)分別通過連接導線(11)與所述下電極片(2)、上電極片(3)實現(xiàn)電氣連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種傳感器，具體地說，涉及一種高熱穩(wěn)定性高溫壓電加速度傳感器。包括基座、外殼、連接器和連接導線；所述基座上設(shè)有圓柱凸臺和中心柱；所述中心柱的頂端設(shè)有螺紋，且在中心柱上從上到下依次套裝下電極片、壓電晶體、上電極片、絕緣體和質(zhì)量塊，所述質(zhì)量塊的頂部設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有緊固螺母；所述連接器內(nèi)設(shè)有兩根插針，所述兩根插針分別通過連接導線與所述下電極片、上電極片實現(xiàn)電氣連接。本實用新型很好地解決了壓電傳感器產(chǎn)品的基座應變效應和瞬變溫度效應的影響，使得其能夠長期穩(wěn)定地工作在485℃的高溫環(huán)境，適用于航空航天等嚴酷環(huán)境下的振動測量。
【IPC分類】G01P15-09, G01P1-02
【公開號】CN204269677
【申請?zhí)枴緾N201420629489
【發(fā)明人】黃帥, 石維, 龍禹, 王強, 冷森林, 彭志航, 李勇, 黃偉
【申請人】銅仁學院
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年10月28日