隔離式的彎曲型壓電加速度機芯制造技術

本實用新型專利技術公開了一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，包括外殼，設置在外殼內的上慣性體、下慣性體和機電轉換系統；上慣性體和下慣性體的質量相等；上慣性體包括第一絕緣墊、壓緊螺母；下慣性體包括圓盤型金屬底座；機電轉換系統包括金屬中心軸、絕緣套、負引出線以及至少一個壓電陶瓷單元；壓電陶瓷單元包括正引出線、外殼底部設置有帶外螺紋的連接柱。外殼上設置有引線孔，引線孔內設置有能夠密封外殼的絕緣子或絕緣密封介質，正引出線和負引出線通過絕緣子與外部電連接、或穿過絕緣密封介質上與外部電連接。本實用新型專利技術提供了一種能夠抑制電干擾和機械干擾的隔離式的彎曲型壓電加速度機芯。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
隔離式的彎曲型壓電加速度機芯
本技術涉及一種地震物探檢波器的機芯，尤其涉及一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯。
技術介紹
信噪比是決定一種檢波器提取信號能力的一項關鍵參數，而如何抑制干擾是保證信噪比重要條件，我們常見的干擾方式主要分兩種，一是電磁干擾；另一種是機械振動干擾，就電磁干擾而言，解決的辦法比較直接，主要是通過屏蔽的方法，把電磁干擾和信號源隔離開來，達到抑制的效果；而對機械干擾的抑制，相對就比較復雜了，由于檢波器不具有智能識別的能力，無法區分有效和無效信號，因此解決的方法就不能全隔離，而必須把有效信號的路徑和干擾的路徑分別對待處理，主要采用的方法是，通過結構設計和材料優化，使有效信號能獲得最大限度的提取，而干擾得到最大限度的抑制，同時，壓電陶瓷片對濕度的影響也非常敏感，受潮后的壓電陶瓷片電性能急劇變差，抗干擾能力迅速降低，導致信噪比降低，因此，目前彎曲式壓電機芯存在著各自不足。中國專利ZL.200820030163.4公開了一種彎曲形壓電加速度傳感器，這種檢波器的機芯沒有采用隔離式的結構，而是把壓電機芯的外殼與傳感器的護殼共用了，由于來自空間的機械干擾是通過護殼傳入壓電機芯的，因此使得壓電機芯對空間傳入的機械干擾抑制效果非常差，從而使得傳感器的信噪比很低，同時對電磁干擾未采用全封閉結構，對電干擾抑制呈開環狀態，加之機芯沒有封閉獨立，密封防潮效果也不好。中國專利zl.201120534441.1也是公開了一種物性型彎曲壓電加速度傳感器機架及其傳感器，雖然傳感器的壓電機芯采用了封閉獨立方式，但壓電機芯和檢波器護殼之間是通過壓電機芯外徑部分的螺紋相連接的，這就使得壓電機芯徑向與檢波器護殼成為一體，這種較大面積的螺紋連接，同樣會使空間機械干擾很容易地傳給機芯，使得機芯的信噪比降低，同時由于外殼只有鋁材做屏蔽，對電磁干擾的抑制效果也不好，密封防潮效果也不好，從而使得檢波器總體穩定性變差。綜上所述，現有的檢波器都未能很好的解決壓電機芯對電磁和機械干擾的抑制效果，從而容易造成檢波器的信噪比降低，穩定性變差，這些因素都會直接影響到檢波器的品質。
技術實現思路
本技術提供了一種能夠抑制電干擾和機械干擾的隔離式的彎曲型壓電加速度機芯。本技術的技術解決方案是:一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，包括外殼，設置在外殼內的上慣性體、下慣性體和機電轉換系統；其特殊之處在于:所述上慣性體和下慣性體的質量相等；上慣性體包括第一絕緣墊、壓緊螺母；下慣性體包括圓盤型金屬底座；機電轉換系統包括金屬中心軸、絕緣套、負引出線以及至少一個壓電陶瓷單元；金屬中心軸的下端與圓盤型金屬底座固連，金屬中心軸上自上而下套有第一絕緣墊和至少一個壓電陶瓷單元，由壓緊螺母向下壓緊在圓盤型金屬底座上；所述絕緣套設置于壓電陶瓷單元在金屬中心軸上的套接位置；所述壓電陶瓷單元包括正引出線、金屬基片、設置在金屬基片上表面中部、下表面中部的壓電陶瓷、設置在其中一個壓電陶瓷外表面的導電片；所述正引出線一端與導電片電連接，所述負引出線與金屬中心軸電連接；所述外殼底部設置有帶外螺紋的連接柱，所述外殼上設置有引線孔，引線孔內設置有能夠密封外殼的絕緣子或絕緣密封介質，所述正引出線和負引出線通過絕緣子與外部電連接、或穿過絕緣密封介質上與外部電連接；壓電陶瓷單元的數量為I個，則金屬基片露在壓電陶瓷外的部分絕緣固定在外殼的內側壁上；或者壓電陶瓷單元的數量大于I個，則各個壓電陶瓷單元的正引出線串接，每個金屬基片露在壓電陶瓷外的部分分別絕緣固定在外殼的內側壁上。基于上述技術方案，本技術還做出以下優化還限定:上述外殼為雙層金屬外殼，該雙層金屬外殼的內層為招殼、外層為鐵殼。上述金屬基片的形狀為圓形、橢圓形或長方形,優選圓形。設壓電陶瓷單元的高度為L，L / 2高處對應的位置為中點；所述第一絕緣墊、壓緊螺母、位于中點以上的金屬中心軸和位于中點以上的導電片與圓盤型金屬底座、位于中點以下的金屬中心軸和位于中點以下的導電片的質量相等。上述壓電陶瓷單元有多個，外殼包括設置有內臺階的下殼體、與下殼體內側面螺接的壓緊螺蓋、設置在下殼體內臺階和壓緊螺蓋下端面之間的多個絕緣體，每個金屬基片露在壓電陶瓷外的部分分別設置在多個絕緣體之間；所述多個絕緣體用于金屬基片之間以及金屬基片與下殼體之間的絕緣。上述上慣性體還包括設置在第一絕緣墊和壓緊螺母之間的壓緊墊圈。上述壓電陶瓷單元的數量小于30個。上述絕緣密封介質為密封膠。上述金屬基片為銅基片。本技術的優點是:1、本技術的上慣性體和下慣性體的質量相等，解決了上慣性體和下慣性體的質量不相等帶來的靜撓度變大；2、抗機械干擾能力強:物探用檢波器是與地表耦合的，用于接收來自地下的反射信號，因此，我們可以認為:有效信號的傳入路徑，只是檢波器下殼體的底部，而其他路徑傳入的信號應是干擾信號，本技術的機芯與護殼相連接的部分僅有機芯底部的連接柱，其他部分與護殼形成間隙，保持一種隔離狀態，使得這些路徑傳入機芯信號能量大大弱化，從而達到對機械干擾抑制和衰減之效果；3、電磁屏蔽效果好:由于機芯采用了鋁和鐵雙層金屬封閉，因此，對來自空間的電磁干擾必然起到很好的屏蔽作用；4、壓電陶瓷防潮性好:全封閉的金屬外殼結構，用絕緣密封介質對機芯正負極引線孔進行封口，使得壓電陶瓷與外界隔離，防止了外界溫度變化對壓電陶瓷的影響，降低了成本，對本技術的機芯保持穩定性非常有益。【附圖說明】圖1是本技術的剖面結構示意圖；圖2是本技術在檢波器中的應用示意圖；圖3是設置有壓電陶瓷的金屬基片的俯視圖。附圖標記:1-壓緊螺蓋；2_壓緊螺母；3_壓緊墊圈；4_第一絕緣墊；5_導電片；6_壓電陶瓷；7-第二絕緣墊；8_金屬中心軸；9-絕緣套；10_下殼體；11_絕緣內襯；12_第三絕緣墊；13-絕緣子，14-正引出線；15_負引出線；16_連接柱；18_外殼；19_機芯；20_護殼；21_金屬基片。【具體實施方式】本技術提供一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，如圖1所示，包括外殼18，設置在外殼內的上慣性體、下慣性體和機電轉換系統。上慣性體和下慣性體的質量相等，上慣性體包括第一絕緣墊4、壓緊螺母2 ;下慣性體包括圓盤型金屬底座；機電轉換系統包括金屬中心軸8、絕緣套9、負引出線15以及至少一個壓電陶瓷單元。如圖1和圖2所示，外殼底部設置有帶外螺紋的連接柱16，機芯19通過該連接柱與待連接的護殼20固連，固連后，僅通過外殼底部的連接柱與護殼固連，外殼與該護殼之間的其他部分未接觸形成間隙，保持機芯的外殼與護殼之間相隔離，使得這些路徑傳入機芯信號能量大大弱化，從而達到對機械干擾抑制和衰減之效果。外殼可以米用內層為招殼、夕卜層為鐵殼的雙層金屬外殼。由于招殼對電干擾有較好的屏蔽效果，鐵殼對磁干擾有較好的屏蔽作用，因而，采用內層為鋁殼、外層為鐵殼的雙層金屬外殼，可以更好的屏蔽來自空間的電磁干擾。金屬中心軸的下端與圓盤型金屬底座固連，金屬中心軸上自上而下套有第一絕緣墊和至少一個壓電陶瓷單元，由壓緊螺母向下壓緊在圓盤型金屬底座上；所述絕緣套設置于壓電陶瓷單元在金屬中心軸上的套接位置；可以避免不同的壓電陶瓷單元的金屬基片發生短路。為了解決上慣性體和下慣性體的質量不相等帶來的靜撓度變大，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，包括外殼，設置在外殼內的上慣性體、下慣性體和機電轉換系統；其特征在于：所述上慣性體和下慣性體的質量相等；上慣性體包括第一絕緣墊、壓緊螺母；下慣性體包括圓盤型金屬底座；機電轉換系統包括金屬中心軸、絕緣套、負引出線以及至少一個壓電陶瓷單元；金屬中心軸的下端與圓盤型金屬底座固連，金屬中心軸上自上而下套有第一絕緣墊和至少一個壓電陶瓷單元，由壓緊螺母向下壓緊在圓盤型金屬底座上；所述絕緣套設置于壓電陶瓷單元在金屬中心軸上的套接位置；所述壓電陶瓷單元包括正引出線、金屬基片、設置在金屬基片上表面中部、下表面中部的壓電陶瓷、設置在其中一個壓電陶瓷外表面的導電片；所述正引出線一端與導電片電連接，所述負引出線與金屬中心軸電連接；所述外殼底部設置有帶外螺紋的連接柱，所述外殼上設置有引線孔，引線孔內設置有能夠密封外殼的絕緣子或絕緣密封介質，所述正引出線和負引出線通過絕緣子與外部電連接、或穿過絕緣密封介質上與外部電連接；壓電陶瓷單元的數量為1個，則金屬基片露在壓電陶瓷外的部分絕緣固定在外殼的內側壁上；或者壓電陶瓷單元的數量大于1個，則各個壓電陶瓷單元的正引出線串接，每個金屬基片露在壓電陶瓷外的部分分別絕緣固定在外殼的內側壁上。...

【技術特征摘要】
1.一種隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，包括外殼，設置在外殼內的上慣性體、下慣性體和機電轉換系統； 其特征在于: 所述上慣性體和下慣性體的質量相等；上慣性體包括第一絕緣墊、壓緊螺母；下慣性體包括圓盤型金屬底座；機電轉換系統包括金屬中心軸、絕緣套、負引出線以及至少一個壓電陶瓷單元； 金屬中心軸的下端與圓盤型金屬底座固連，金屬中心軸上自上而下套有第一絕緣墊和至少一個壓電陶瓷單元，由壓緊螺母向下壓緊在圓盤型金屬底座上； 所述絕緣套設置于壓電陶瓷單元在金屬中心軸上的套接位置； 所述壓電陶瓷單元包括正引出線、金屬基片、設置在金屬基片上表面中部、下表面中部的壓電陶瓷、設置在其中一個壓電陶瓷外表面的導電片；所述正引出線一端與導電片電連接，所述負引出線與金屬中心軸電連接； 所述外殼底部設置有帶外螺紋的連接柱，所述外殼上設置有引線孔，引線孔內設置有能夠密封外殼的絕緣子或絕緣密封介質，所述正引出線和負引出線通過絕緣子與外部電連接、或穿過絕緣密封介質上與外部電連接； 壓電陶瓷單元的數量為I個，則金屬基片露在壓電陶瓷外的部分絕緣固定在外殼的內側壁上；或者壓電陶瓷單元的數量大于I個，則各個壓電陶瓷單元的正引出線串接，每個金屬基片露在壓電陶瓷外的部分分別絕緣固定在外殼的內側壁上。2.根據權利要求1所述的隔離式的彎曲型壓電加速度機芯，其特征在于: 所述外殼為雙層金屬外殼，該雙層金屬外殼的內層為招殼、外層為鐵殼。3.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱軍，
申請(專利權)人：西安陸海地球物理科技有限公司，
類型：新型
國別省市：陜西;61