CN208937218U - 一种压电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压电传感器，包括：基座部件、压电敏感元件、质量块和电荷放大器，基座部件一端设有倒锥形结构；压电敏感元件设于基座部件的另一端上；质量块设于压电敏感元件上；电荷放大器设于质量块上方，并与压电敏感元件电连接。本实用新型的技术方案安装于地面过程简单快速、并且传感器低频响应灵敏度较高。

Description

一种压电传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种压电传感器。

背景技术

部队、营区以及重点安防区域，需要警卫站岗，但是，由于辅助设备不足，哨兵不能第一时间对周围入侵危害进行反应，特别是在黑夜或者雨雪天气，如果遇到入侵危害，哨兵在没有足够反应时间的情况下，无法保证自己的安全也无法保证安防区域的安全。

因此，需要在哨兵站岗区域设置辅助设备，从而帮助哨兵第一时间感知入侵危害甚至能提供更高等级的安保措施。压电式传感器的压电敏感元件受力后可以将机械能转换为电能，因此可以将压电式传感器设置在哨兵站岗区域，进而帮助哨兵第一时间感知入侵危害。

现有一种压电传感器，包括基座、压电敏感元件、质量块等，其中基座呈圆柱状，只能将这种传感器放置于地面上来测量地面振动情况，在将这种传感器固定在地面上时，必须依靠其它工具进行固定安装，并且固定传感器的过程复杂并需要较长时间，而且由于基座位于地面表面，其低频响应灵敏度也比较差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种压电传感器，以解决现有技术中的压电传感器安装于地面过程复杂、低频响应灵敏度低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种压电传感器，包括：基座部件、压电敏感元件、质量块和电荷放大器，基座部件一端设有倒锥形结构；压电敏感元件设于基座部件的另一端上；质量块设于压电敏感元件上；电荷放大器设于质量块上方，并与压电敏感元件电连接。

进一步地，基座部件包括：连接座、支座和固定座，支座设于连接座的一端，并安装有压电敏感元件；固定座设于连接座的另一端，且为倒锥形结构，倒锥形结构自靠近连接座的一端向远离连接座的一端延伸的过程中外径逐渐缩小。

进一步地，支座包括座本体，及由座本体向远离连接座的方向延伸而出的凸柱；压电敏感元件套设在凸柱上，质量块套设在压电敏感元件上。

进一步地，凸柱位于座本体的中心位置处。

进一步地，质量块的材质为钨铜合金。

进一步地，压电传感器还包括绝缘片，设置在连接座和支座之间；

进一步地，压电传感器还包括罩设于连接座远离固定座一端的第一罩体，支座、压电敏感元件、质量块和电荷放大器均位于第一罩体内。

进一步地，第一罩体呈筒状，两端分别设有开口，远离固定座一端的开口盖设有盖板，盖板的外周缘与第一罩体的外周壁连接。

进一步地，压电传感器还包括第二罩体，第二罩体位于第一罩体内；支座、压电敏感元件、质量块和电荷放大器均位于第二罩体内。

进一步地，连接座包括与固定座连接的大径段，及固定连接于大径段远离固定座的一端、并设有支座的小径段，大径段的外径大于小径段的外径；第一罩体罩设于小径段外，并与大径段的端面固定连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1、本实用新型提供的压电传感器，包括：基座部件、压电敏感元件、质量块和电荷放大器，基座部件一端设有倒锥形结构；压电敏感元件设于基座部件的另一端上；质量块设于压电敏感元件上；电荷放大器设于质量块上方，并与压电敏感元件电连接。在实际使用过程中，将基座部件插入到地面内，当地面产生振动时，基座部件和地面以同一加速度运动，压电敏感元件受到质量块的惯性作用力，会在压电敏感元件的两个表面上产生电荷，再经过电荷放大器对电信号放大，即可以由其它测量仪器测出电荷大小，进而可以感知地面振动情况。这种压电传感器的基座部件是倒锥形结构的，因此可以快速插入于地面内，并且由于基座部件设置在地面内，与位于底面上的压电传感器相比这种压电传感器的低频响应灵敏度更高。

2、本实用新型提供的压电传感器，基座部件包括：连接座、支座和固定座，支座设于连接座的一端，并安装有压电敏感元件；固定座设于连接座的另一端，且为倒锥形结构，倒锥形结构自靠近连接座的一端向远离连接座的一端延伸的过程中外径逐渐缩小。设置连接座便于通过连接座将支座和固定座连接在一起，倒锥形结构的固定座便于将压电传感器快速安装于地面，安装方式也比较简单，并且有利于提高传感器的低频响应灵敏度。

3、本实用新型提供的压电传感器，支座包括座本体，及由座本体向远离连接座的方向延伸而出的凸柱；压电敏感元件套设在凸柱上，质量块套设在压电敏感元件上。这种装配方式不需要辅助结构对各部分元件固定，压电敏感元件和质量块只需要通过套设的方式即可完成装配，因此装配过程简单，可以适用于批量化生产。

4、本实用新型提供的压电传感器，质量块的材质为钨铜合金。钨铜合金的密度较大，因此在体积相同的情况下，由钨铜合金材质构成的质量块会比其他材质的质量块更重，这样也可以提高压电传感器的低频响应灵敏度。

5、本实用新型提供的压电传感器，还包括罩设于连接座远离固定座一端的第一罩体，支座、压电敏感元件、质量块和电荷放大器均位于第一罩体内。第一罩体具有防护内部元件和屏蔽外界干扰的作用，进而提高压电传感器的抗干扰能力。

6、本实用新型提供的压电传感器，还包括第二罩体，第二罩体位于第一罩体内；支座、压电敏感元件、质量块和电荷放大器均位于第二罩体内。设置第二罩体进一步提高压电传感器的抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的实施例一的压电传感器的整体结构示意图；

图2示出了图1的压电传感器的分解结构示意图；

图3示出了图1的压电传感器的去掉第一罩体和第二罩体后的结构示意图；

其中，上述附图中的附图标记为：

11、连接座；111、大径段；112、小径段；12、支座；121、座本体；122、凸柱；13、固定座；20、压电敏感元件；30、质量块；40、电荷放大器；50、绝缘片；60、第一罩体；70、盖板；80、第二罩体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种压电传感器，包括：基座部件、压电敏感元件20、质量块30和电荷放大器40。

基座部件一端设有倒锥形结构。

压电敏感元件20设于基座部件的另一端上。

质量块30设于压电敏感元件20上。

电荷放大器40设于质量块30上方，并与压电敏感元件20电连接。

在实际使用过程中，将基座部件插入到地面内，当地面产生振动时，基座部件和地面以同一加速度运动，压电敏感元件20受到质量块30的惯性作用力，会在压电敏感元件20的两个表面上产生电荷，再经过电荷放大器40对电信号放大，即可以由其它测量仪器测出电荷大小，进而可以感知地面振动情况。这种压电传感器的基座部件是倒锥形结构的，因此可以快速插入于地面内，并且由于基座部件设置在地面内，与位于底面上的压电传感器相比这种压电传感器的低频响应灵敏度更高。

本实施例中的基座部件包括：连接座11、支座12和固定座13，支座12设于连接座11的一端，并安装有压电敏感元件20；固定座13设于连接座11的另一端，且为倒锥形结构，倒锥形结构自靠近连接座11的一端向远离连接座11的一端延伸的过程中外径逐渐缩小。设置连接座11便于通过连接座11将支座12和固定座13连接在一起，倒锥形结构的固定座13便于将压电传感器快速安装于地面，安装方式也比较简单，并且有利于提高传感器的低频响应灵敏度。

如图2所示，本实施例中的支座12包括座本体121，及由座本体121向远离连接座11的方向延伸而出的凸柱122；压电敏感元件20套设在凸柱122上，质量块30套设在压电敏感元件20上。这种装配方式不需要辅助结构对各部分元件固定，压电敏感元件20和质量块30只需要通过套设的方式即可完成装配，因此装配过程简单，可以适用于批量化生产。

本实施例中的凸柱122位于座本体121的中心位置处。

本实施例中的质量块30的材质为钨铜合金。钨铜合金的密度较大，因此在体积相同的情况下，由钨铜合金材质构成的质量块30会比其他材质的质量块30更重，这样也可以提高压电传感器的低频响应灵敏度。

本实施例中的压电传感器还包括绝缘片50，设置在连接座11和支座12之间。这种绝缘片50是一种与支座12的座本体121形状相同的一层薄片，可以直接固定在连接座11和支座12之间，不需要其它材料对绝缘片50固定，因此装配过程简单。

本实施例中的压电传感器还包括罩设于连接座11远离固定座13一端的第一罩体60，支座12、压电敏感元件20、质量块30和电荷放大器40均位于第一罩体60内。第一罩体60具有防护内部元件和屏蔽外界干扰的作用，进而提高压电传感器的抗干扰能力。

本实施例中的第一罩体60呈筒状，两端分别设有开口，远离固定座13一端的开口盖设有盖板70，盖板70的外周缘与第一罩体60的外周壁连接。盖板70和第一罩体60一同构成一个封闭空间，进而对第一罩体60内部的元件起到防护作用。

本实施例中的压电传感器还包括第二罩体80，第二罩体80位于第一罩体60内；支座12、压电敏感元件20、质量块30和电荷放大器40均位于第二罩体80内。设置第二罩体80进一步提高压电传感器的抗干扰能力。

如图3所示，本实施例中的连接座11包括与固定座13连接的大径段111，及固定连接于大径段111远离固定座13的一端并设有支座12的小径段112，大径段111的外径大于小径段112的外径；第一罩体60罩设于小径段112外，并与大径段111的端面固定连接。设置大径段111和小径段112便于通过连接座11将固定座13和支座12连接在一起。

本实施例中的压电敏感元件20为压电陶瓷。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种压电传感器，其特征在于，包括：

基座部件，一端设有倒锥形结构；

压电敏感元件(20)，设于所述基座部件的另一端上；

质量块(30)，设于所述压电敏感元件(20)上；

电荷放大器(40)，设于所述质量块(30)上方，并与所述压电敏感元件(20)电连接。

2.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于，所述基座部件包括：

连接座(11)；

支座(12)，设于所述连接座(11)的一端，并安装有所述压电敏感元件(20)；

固定座(13)，设于所述连接座(11)的另一端，且为所述倒锥形结构，所述倒锥形结构自靠近所述连接座(11)的一端向远离所述连接座(11)的一端延伸的过程中外径逐渐缩小。

3.根据权利要求2所述的压电传感器，其特征在于，

所述支座(12)包括座本体(121)，及由所述座本体(121)向远离所述连接座(11)的方向延伸而出的凸柱(122)；

压电敏感元件(20)套设在所述凸柱(122)上，所述质量块(30)套设在所述压电敏感元件(20)上。

4.根据权利要求3所述的压电传感器，其特征在于，所述凸柱(122)位于所述座本体(121)的中心位置处。

5.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于，所述质量块(30)的材质为钨铜合金。

6.根据权利要求2所述的压电传感器，其特征在于，还包括绝缘片(50)，设置在所述连接座(11)和所述支座(12)之间。

7.根据权利要求2所述的压电传感器，其特征在于，还包括罩设于所述连接座(11)远离所述固定座(13)一端的第一罩体(60)，所述支座(12)、所述压电敏感元件(20)、所述质量块(30)和所述电荷放大器(40)均位于所述第一罩体(60)内。

8.根据权利要求7所述的压电传感器，其特征在于，所述第一罩体(60)呈筒状，两端分别设有开口，远离所述固定座(13)一端的所述开口盖设有盖板(70)，所述盖板(70)的外周缘与所述第一罩体(60)的外周壁连接。

9.根据权利要求7所述的压电传感器，其特征在于，

还包括第二罩体(80)，所述第二罩体(80)位于所述第一罩体(60)内；

所述支座(12)、所述压电敏感元件(20)、所述质量块(30)和所述电荷放大器(40)均位于所述第二罩体(80)内。

10.根据权利要求7所述的压电传感器，其特征在于，

所述连接座(11)包括与所述固定座(13)连接的大径段(111)，及固定连接于所述大径段(111)远离所述固定座(13)的一端、并设有所述支座(12)的小径段(112)，所述大径段(111)的外径大于所述小径段(112)的外径；

所述第一罩体(60)罩设于所述小径段(112)外，并与所述大径段(111)的端面固定连接。