[发明专利]一种增强型石英音叉的封装装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强型石英音叉的封装装置，属于封装技术领域。

背景技术

目前，载人航天飞行器以及大型舰船内部急需小型化，轻重量、长期免标定的气体传感监测系统，主要完成对空间站和水下船舱等密封环境内多种有害气体长期在线检测与分析，对实现载人航天飞行器的在线健康监控具有重要的价值。

石英晶体是一种广泛使用的低损耗压电材料，作为频率标准用于电子表的石英音叉是一种利用石英晶体的压电效应制成的振荡器件。利用石英音叉和共振光声管的增强型石英音叉作为光声池和麦克风，体积小，重量轻、成本低，满足当下小型化、轻重量的需求，所以增强型石英音叉封装成为了一个急待解决的问题。

2011年，重庆大学硕士学位论文《石英增强光声光谱技术研究与探索》中提出了一种石英音叉共振管支架，该支架由一个底座构成，在底座的中间位置开设了一条音叉进出间隙，在间隙的两边分别设置V形槽，共振管通过胶粘的方式固定在V形槽中，该方法容易引起误差，不能使共振管达到最佳的对芯效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种增强型石英音叉的封装装置，该封装装置可实现封装结构的小型化，提高共振管的增强效果及石英音叉的灵敏度和信噪比，提高了整个结构的最佳适用性。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种增强型石英音叉的封装装置，包括底座、螺钉和固定块，其中底座为U型结构，底座中心位置开设定位孔，石英音叉固定在所述定位孔中，且石英音叉的两个管脚穿过所述定位孔，U型结构的底座的两个侧壁上分别开设下V形槽，两个固定块上分别开设上V形槽，两个固定块分别放置在底座的两个侧壁上，并使上V形槽与下V形槽对准，通过上V形槽与下V形槽的全约束夹持方式分别固定两个共振管，并使石英音叉位于两个共振管之间，且与两个共振管不接触，螺钉穿过固定块固定在底座的两个侧壁上。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，共振管为金属毛线管，且共振管内径满足约束条件f＜f_c，其中f为共振频率，f_c为截止频率。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，U型结构的底座前端设有连接两个侧壁的凸块，凸块下端开有半圆孔，底座上表面开有半圆孔，两个半圆孔直径相同，形成定位孔，用于固定石英音叉。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，底座上开设两个通孔，用于将封装装置与其他器件固定连接。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉的共振频率为32kHz—70kHz。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉与底座上的定位孔内切进行固定；共振管与上V形槽、下V形槽内切进行固定。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，共振管对封装装置的共振增强强度大于20％。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，石英音叉与两个共振管之间的间隙为0.05-0.15mm。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，底座、螺钉和固定块均采用不锈钢材料制备。

在上述增强型石英音叉的封装装置中，每个共振管靠近石英音叉一端，露出固定块部分的长度为1-5mm。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）、本发明根据石英音叉及共振管的位置关系设计了一种全新的封装装置，由底座、固定块及螺钉组成，通过在底座和固定块上分别开设V形槽，在底座中心位置开设通孔，巧妙的实现了对石英音叉及共振管可靠固定，结构紧凑，占用空间小，不仅实现石英音叉封装结构的小型化，提高共振管的共振增强强度，进而提高整个结构的适用性；

（2）、本发明通过共振管V形槽的全约束夹持方式代替胶粘的固定方式，可避免因胶粘引起的误差，使得共振管对芯效果最佳，增强强度明显，进而可提高石英音叉的灵敏度和信噪比；

（3）、本发明对共振管与石英音叉之间的间隙、共振管内径、材料，及共振管露出固定块的长度等进行了优化设计，提高了共振管的共振增强强度，进一步提高了石英音叉的灵敏度和信噪比，提升了整个封装结构的适用性。

附图说明

图1为本发明石英音叉的封装装置结构示意图；

图2为本发明封装装置中底座平面图；

图3a为本发明封装装置中底座上V形槽示意图；

图3b为本发明底座上V形槽结构示意图（图3a虚框中的局部放大图）；

图4a为本发明封装装置中石英音叉与共振管的位置关系示意图1；