[发明专利]结构改进型压电信号探测器

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种可配合PVDF压电薄膜使用，高效采集压电信号，能有效屏蔽电磁干扰的金属探头。

背景技术

使用高性能PVDF压电材料，将其附于金属探头表面，压于探测物上，可以将物体表面机械振动转化为电信号，再由金属探头采集并传递给示波器。在检测信号很小时，需要关注外界电磁噪声的影响，如果不能有效减弱电磁噪声影响，就无法得到信噪比较大的有效信号，而噪声干扰主要产生在引线连接处，因此设计的探头结构自身要能够很好的屏蔽电磁噪声，将连接处尽可能置于压电探测器的内部，而考虑到需要为整个检测区域做屏蔽，探头要在满足探测要求的情况下尺寸尽量小。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测微弱表面波的压电探头改进型结构。本发明提出的探头结构可以高效采集表面波转化的电信号，其自身具有良好的屏蔽外界电磁干扰的能力，其外型设计要求尽量节省空间，从而方便在实验室中使用，并利于固定及设置外部屏蔽。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种结构改进型压电信号探测器包括楔形探头、绝缘体和金属外壳和金属支撑杆，绝缘体内开设有与楔形探头外形相匹配的通孔，楔形探头置于该通孔内，绝缘体置于金属外壳内，在金属外壳和绝缘体的同一个侧面上开有孔，支撑杆为中空结构，固定在金属外壳开有孔的侧面，将孔密闭起来，其内固定有TNC接头，楔形探头的金属引线穿过侧壁上的孔与TNC接头相连，TNC接头的另一端与位于所述支撑杆内的同轴电缆线相连接。

作为优选实施方式，本发明的压电信号探测器，楔形探头为紫铜芯；所述绝缘体为聚四氟乙烯。

改进后的探测器，可以将探头芯的楔形前端做的很锋利，可以测得更宽频率范围的波。整体结构设计使所有接线处都处于金属外壳屏蔽之内，有效降低电磁干扰的影响，同时从侧壁引出引线可以有效降低探头高度，固定引线位置，在使用铜网做外部屏蔽时可以将屏蔽范围做的更小，也避免了触碰到引线。

附图说明

图1本发明的压电探测器分解结构图。

图2(a)改进前压电探头采集的信号。

图2(b)改进后压电探头采集到的信号。

附图说明：

1 楔形探头    2 绝缘体      3 金属外壳   4 TNC接头

5 金属支撑杆  6 同轴电缆线  7 通孔       8 外壳侧面的孔

具体实施方式

参见图1，本发明通过结构改进，将楔形探头1及接口置于金属外壳3内部，从而有效屏蔽电磁干扰，引线从外壳侧面开设的孔8引出，从而降低探头高度。综合考虑其导电性及硬度特性后可选用紫铜材料作为探头芯，紫铜芯与金属外壳3间要用绝缘体2隔开，选用绝缘性能良好又方便获得的聚四氟乙烯。绝缘体2开设有刚好容纳探头1的通孔，金属外壳与绝缘体侧壁设置一个直径6mm的孔8，探头引线由侧壁引出，接到TNC接头4的一端上。金属支撑杆5为中空，一端内部开设有环形凹槽，TNC探头被用螺丝固定在环形凹槽上。TNC接头4的另一端连接到置于支撑杆5内部的同轴电缆线6上。

与以往使用的压电探测器相比，改进后的探测器进行了结构优化，屏蔽电磁波能力增强，整体结构紧凑，节省空间，方便固定。且在制作时根据需要特别制作了探头芯，从而有效提高了信号采集效率和信号带宽，由附图2(a)、(b)可以看到改进后的探测器采集的信号比原来大了超过一个数量级，电磁噪声的影响基本可以忽略，有效信号部分波形更饱满，包含的信息更丰富。由此可见改进后的探头达到了设计要求。