[实用新型]一种压电式加速度检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种压电式加速度检测装置。

背景技术

经过近半个世纪的发展，压电加速度传感器的材料、结构设计和工艺都有了很大的进步。这些对改善传感器的性能起到了至关重要的作用。

加速度检测是基于测试仪器检测质量敏感加速度产生惯性力的测量，是一种全自主的惯性测量，加速度检测广泛应用于航天、航空和航海的惯性导航系统以及运载武器的制导系统中，在振动试验、地震监测、爆破工程、地基测量、地矿等领域也有广泛应用。

加速度传感器的种类繁多，大致分为压电式、压阻式、应变式、电容式、振梁式等。压电式加速度传感器又称压电加速度计，它属于惯性式传感器，利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

现有技术中的压电式加速度传感器容易受到温度环境的影响，环境温度变化将使压电材料的压电常数d、介电常数ε、电阻率ρ和弹性系数k等机电特性参数发生变化。d和k的变化将影响传感器的输出灵敏度；ε和ρ的变化会导致时间常数τ＝RC的变化，从而使传感器的低频响应变坏。

另外，常用的压电式加速度传感器是由预压弹簧、质量块、基座、压电元件和外壳组成，质量块粘到装在中心支柱上的压电元件上。由于粘胶剂会随温度的增高而变软，因此其工作温度受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压电式加速度检测装置，解决采用粘胶剂连接的压电式加速计受温度影响大的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种压电式加速度检测装置，包括圆柱形的壳体，所述壳体内设置有质量块、压电晶片，所述质量块和压电晶片均安装在环形支柱上，在质量块与压电晶片之间还设置有若干个螺纹连接柱，在质量块朝向压电晶片的端面还开有与螺纹连接柱等数量的孔槽，所述孔槽以环形支柱的中心线为轴线呈环形设置，所述螺纹连接柱的一端与压电晶片固定、另一端置于孔槽内，在孔槽内还设置有弹簧，所述弹簧套在螺纹连接柱上，弹簧内径与螺纹连接柱的外径等大、外径与孔槽的内径等大。进一步的，现有技术中的质量块与压电晶片通常采用粘胶剂固定在一起，但随着温度的升高，粘胶剂会变软融化，使得质量块、压电晶片之间的紧固力变差。本实用新型设计了一种新的固定方式，质量块与压电晶片通过螺纹连接柱、弹簧和孔槽配合的方式连接，使得质量块与压电晶片在震动过程中可连接的更加紧密，工作温度不受影响。具体原理为：弹簧套在螺纹连接柱上，弹簧内径与螺纹连接柱外径等大、外径与孔槽的内径等大，该结构使得质量块与压电晶片固定为一体，不易脱落；加速度计受振时，质量块也受到震动，置于孔槽内的螺纹连接柱与弹簧之间、弹簧与孔槽之间也产生相对摩擦力，弹簧受到摩擦力吸热膨胀，使得弹簧与螺纹连接柱之间、弹簧与孔槽之间的紧固力更强，更不易脱落。孔槽以环形支柱的中心线为轴线呈环形设置，还保证了质量块与压电晶片之间连接的稳定性。

在螺纹连接柱上还套有防滑环，所述防滑环位于孔槽和压电晶片之间。进一步的，防滑环用于进一步保护孔槽内的弹簧，避免弹簧在意外脱离处孔槽时损伤压电晶片；同时，防滑环也起到限位作用，将弹簧限制在孔槽内，增强固定结构的稳定性。

还包括吸热层，所述吸热层沿壳体内壁均匀设置。进一步的，压电式加速度传感器在震动过程中，内部器件会发热，设置在壳体内壁的吸热层将热量吸收，以降低壳内空腔的温度，避免了压电材料的压电常数d、介电常数ε、电阻率ρ和弹性系数k等机电特性参数受高温而发生变化的问题。

还包括散热片，所述散热片沿壳体的周向方向均匀设置。进一步的，吸热层将热量吸收传递到壳体上，散热片用于将壳体上的热量散发出去。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型一种压电式加速度检测装置，质量块与压电晶片通过螺纹连接柱、弹簧和孔槽配合的方式连接，使得质量块与压电晶片在震动过程中可连接的更加紧密，工作温度不受影响；吸热层和散热片配合作用，可保持壳体内部空腔的温度保持在良好状态，延长压电器件的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型质量块与压电晶片固定处的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：