一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構的製作方法

2023-09-21 18:54:05

一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，包括上慣性體芯軸和下慣性體，上慣性體芯軸外壁上設有上慣性體絕緣外套，上慣性體芯軸穿過多個壓電陶瓷片和兩個壓電陶瓷片之間的導電環固定在壓電陶瓷片下方設置的下慣性體上。上慣性體芯軸自身有著兩個相互垂直的孔，用於使機芯的正負極對稱分布，從而減少了機芯輸出線不對稱帶來的不平衡幹擾，使得機芯到運放間的信號平衡度大大提高；其自身材料選取具有良好導電性能的銅、鋁和鋼，使得機芯正負極有著良好的接觸導電效果。其上的上慣性體絕緣外套解決了多片組合間相互絕緣問題，下慣性體與上慣性體芯軸的設置，解決了上下慣性分布不均勻帶來的靜撓度增大問題，極大地提高了機芯的穩定度。
【專利說明】一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於壓電檢波器【技術領域】，涉及一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構。
【背景技術】
[0002]目前中國專利201120532239.5公開了一種物性型彎曲壓電加速度傳感器機芯，在機芯的慣性體芯軸結構方面，沒有要求慣性體質量對彈性元件均勻對稱分布。由於慣性體質量不能對彈性元件對稱均勻分布，這就從結構上必然形成靜態撓度增大，同時信號的正負半周幅度相差較大，從而形成一定的零漂，又由於正負極引線的不對稱分布，使得機芯到線路之間的抗幹擾能力降低，導致源頭的共模抑制比下降，這兩方面的原因，最終使得檢波器系統的穩定性下降，抗幹擾能力下降。
實用新型內容
[0003]本實用新型為了解決上述技術問題，提供了一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，解決了上下慣性分布不均勻帶來的靜撓度增大問題。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案來實現:
[0005]一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，包括上慣性體芯軸和下慣性體，所述上慣性體芯軸外壁上設有上慣性體絕緣外套，上慣性體芯軸穿過多個壓電陶瓷片和相鄰壓電陶瓷片之間的導電環固定在壓電陶瓷片下方設置的下慣性體上。
[0006]所述的上慣性體芯軸和下慣性體採用銅、鋁和鋼製成。
[0007]所述的上慣性體芯軸包括上慣性體芯軸圓塊部分和慣性體芯軸。
[0008]所述的上慣性體芯軸圓塊部分上設有兩個相互垂直的孔。
[0009]所述的最下方壓電陶瓷片、下慣性體和上慣性體芯軸形成機芯的一個輸出級。
[0010]所述的最上方壓電陶瓷片經導線形成機芯的另一個輸出級。
[0011]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0012]本實用新型壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，上慣性體芯軸自身有著兩個相互垂直的孔，用於使機芯的正負極對稱分布，從而減少了機芯輸出線不對稱帶來的不平衡幹擾，使得機芯到運放間的信號平衡度大大提高，從而保證了高品質信號的傳輸效果；其自身材料選取具有良好導電性能的銅、鋁和鋼，使得機芯正負極有著良好的接觸導電效果。其上的上慣性體絕緣外套解決了多片組合間相互絕緣問題，下慣性體是按上慣性體芯軸圓塊部分的重量設計和製做的，從而解決了上下慣性分布不均勻帶來的靜撓度增大問題，極大地提聞了機芯的穩定度。
[0013]同時，從壓電加速度傳感器電壓靈敏度公式可知:Ku=ndijm / Ca(式中:n_壓電片數，Ca-壓電片電容)機芯慣性體芯軸上絕緣套6起著多片串聯組合相互間絕緣的作用，要想使得Ku增加，使得η增加和Ca降低即可，因此絕緣套也起著幫助提高靈敏度Ku的作用。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型提供的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構的結構示意圖。
[0015]其中:I為壓緊蓋；2為支撐啳；3為機芯殼；4為絕緣襯；5為上慣性體芯軸；6為上慣性體絕緣外套；7為下慣性體；8為壓電陶瓷片；9為間隔啳；10為導電環；11為正極導電片；12為絕緣片；13為負極導電片；14為圓塊部分。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0017]參見圖1，一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，包括採用銅、鋁和鋼製成的上慣性體芯軸5和下慣性體7，所述上慣性體芯軸5外壁上設有上慣性體絕緣外套6，所述的上慣性體芯軸5包括上慣性體芯軸5圓塊部分14和慣性體芯軸，所述的上慣性體芯軸5圓塊部分14上設有兩個相互垂直的孔；上慣性體芯軸5穿過多個壓電陶瓷片8和相鄰壓電陶瓷片8之間的導電環10固定在壓電陶瓷片8下方設置的下慣性體7上。其中，上慣性體芯軸5圓塊部分14與下慣性體7的重量相同。
[0018]同時，上慣性體芯軸5的圓塊部分14與頂端壓電陶瓷片8之間從上往下設置有負極導電片13、絕緣片12和正極導電片11，所述的最下方壓電陶瓷片8、下慣性體7和上慣性體芯軸5形成機芯的一個輸出級；所述的最上方壓電陶瓷片8經導線形成機芯的另一個輸出級；所述的上慣性體芯軸5圓塊部分14上設有兩個相互垂直的孔，用於使機芯的正負極對稱分布，壓電陶瓷片8通過銅基片連接到機芯殼3的絕緣襯4上，機芯殼3上設置有壓緊蓋1，兩個銅基片之間設置有間隔啳9，銅基片與壓緊蓋I間設置有支撐啳2。
[0019]具體的，壓電陶瓷片8的個數為兩個，上慣性體芯軸5的慣性體芯軸穿過兩個壓電陶瓷片8和兩個壓電陶瓷片8之間的導電環後固定在下慣性體7上，頂部壓電陶瓷片8為正極，底部壓電陶瓷片8為負極，所述底部壓電陶瓷片8的負極引線沿著下慣性體7、慣性體芯軸引出到上慣性體芯軸5的圓塊部分14上的負極導電片13上形成機芯的一個負極輸出級，負極導電片的引線穿過上慣性體芯軸5的圓塊部分14上水平孔的一側後，經垂直孔引出負極引線，頂部壓電陶瓷片8正極引線引到正極導電片11上形成機芯的一個正極輸出級，正極導電片11的引線穿過上慣性體芯軸5的圓塊部分14上水平孔的另一側後，經垂直孔引出正極引線，由於正極引線和負極引線分別從水平孔對稱的兩側引入，使得機芯的正負極對稱分布，從而減少了機芯輸出線不對稱帶來的不平衡幹擾。
[0020]本實用新型提供的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，包括一個上慣性體芯軸5和一個下慣性體7，上慣性體芯軸5自身有著兩個相互垂直的孔，用於使機芯的正負極對稱分布，從而減少了機芯輸出線不對稱帶來的不平衡幹擾，其自身材料選取具有良好導電性能的銅、鋁和鋼，使得機芯正負極有著良好的接觸導電效果。其上的上慣性體絕緣外套6解決了多片組合間相互絕緣問題，下慣性體7是按上慣性體芯軸5圓塊部分14的重量設計和製做的，從而解決了上下慣性分布不均勻帶來的靜撓度增大問題。
[0021]本實用新型具有以下優點:
[0022]1、本實用新型壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，用於地震物探壓電檢波器機-電轉換的固定連接和合理的正負極引線方式。由於壓電陶瓷片即做機-電轉換之件，也做彈性應變之件，要想使壓電陶瓷片在靜態時的撓度儘量小，必須使慣性體質量對彈性元件的質量分布儘量均勻和對稱；而從對電幹擾的防護效果而言，正負極引線也應對稱為好，靜撓度大會使檢波器在動態時零點漂移變大，正負極引線對稱性不好，也會使檢波器的抗幹擾能力降低，因此對於一種壓電檢波器而言，靜撓度是影響其穩定度的重要因素之一，而這種結構方式，從源頭上弱化了靜撓度帶來的負面作用，極大地提高了機芯的穩定度。
[0023]2、由於運放的輸入阻抗很大，使得從壓電機芯到運放之間的傳輸線是很容易受電幹擾的環節，而此環節的線間不對稱時，極易出現線路失衡，從而使得電信號品質下降，此結構解決了這類問題，使得機芯到運放間的信號平衡度大大提高，從而保證了高品質信號的傳輸效果。
[0024]3、從壓電加速度傳感器電壓靈敏度公式可知Auzndijm/Ca(式中:n_壓電片數，Ca-壓電片電容)機芯慣性體芯軸上的上慣性體絕緣外套起著多片串聯組合相互間絕緣的作用，要想使得Ku增加，使得η增加和Ca降低即可，因此上慣性體絕緣外套也起著幫助提高靈敏度Ku的作用。
[0025]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，包括上慣性體芯軸(5)和下慣性體(7)，所述上慣性體芯軸(5)外壁上設有上慣性體絕緣外套(6)，上慣性體芯軸(5)穿過多個壓電陶瓷片(8)和相鄰壓電陶瓷片(8)之間的導電環(10)後固定在壓電陶瓷片(8)下方設置的下慣性體(7)上。
2.根據權利要求1所述的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，所述的上慣性體芯軸(5)和下慣性體(7)採用銅、鋁和鋼製成。
3.根據權利要求1所述的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，所述的上慣性體芯軸(5)包括上慣性體芯軸(5)圓塊部分(14)和慣性體芯軸。
4.根據權利要求3所述的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，所述的上慣性體芯軸(5)圓塊部分(14)上設有兩個相互垂直的孔。
5.根據權利要求1所述的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，所述的最下方壓電陶瓷片(8)、下慣性體(7)和上慣性體芯軸(5)形成機芯的一個輸出級。
6.根據權利要求1或4所述的壓電檢波器機芯用慣性體芯軸結構，其特徵在於，所述的最上方壓電陶瓷片(8)經導線形成機芯的另一個輸出級。
【文檔編號】G01V1/18GK203572976SQ201320727299
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】朱軍 申請人:朱軍