[实用新型]压电陶瓷传感器

说明书

技术领域

本发明属于传感技术领域，涉及一种压电陶瓷传感器，尤其涉及一种带有托板的压电陶瓷传感器。

背景技术

传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术。压电陶瓷传感器是利用压电陶瓷受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其端面产生电荷的现象。

压电陶瓷芯片是压电陶瓷传感器的重要组成部分，具有两个电极，一般是在压电陶瓷芯片的两个工作面上进行金属蒸镀，形成金属膜，构成两个电极。当压电陶瓷传感器受到沿其敏感轴向的外力作用时，就在两电极上产生极性相反的电荷，因此它相当于一个电荷源（静电发生器）。由于压电晶体是绝缘体，当它的两极端面聚集电荷时，它又相当于一个电容器。除压电陶瓷芯片外，压电陶瓷传感器还包括匹配层、导线以及外壳等。匹配层保护压电陶瓷芯片，对传感器的频率进行调节，降低压电陶瓷芯片的能量损耗。导线用于传感器与处理电路的信号传输。

现有的陶瓷传感器，匹配层粘接在芯片上，由于操作时容易导致安装的匹配层倾斜，导致匹配层的与外端面与芯片电极面（粘接匹配层一端的端面）不平行，影响收发角度；传感器工作时有振动，影响寿命，易脱落；粘接的粘接剂的选择对收发超声波的效果有影响；两根导线分别与压电陶瓷芯片的两个电极连接，匹配层与压电陶瓷芯片的一个电极（通常是负极）相连，这种导线在负极端面的设置进一步导致的了匹配层的倾斜，即使采用细导线也同样难以避免；导线在负极端面，为了减小对匹配层的影响，一般不焊接而采用粘接工艺，强度低，易脱落，损害了传感器的牢固性以及使用寿命，导电性也受到一定影响；导线安装在匹配层与传感器电极之间，生产安装不便；频率调整依靠改变匹配层的厚度来实现，调整不便；传感器使用时，整体安装不便。

实用新型内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能良好、生产安装方便、寿命较长的压电陶瓷传感器。

本实用新型采用的技术方案是：

一种压电陶瓷传感器，包括压电陶瓷芯片、匹配层、负极导线和正极导线；所述压电陶瓷芯片两端端面为电极面，所述电极面包括位于其上端面的压电陶瓷芯片负极、位于其下端面的压电陶瓷芯片正极；压电陶瓷芯片负极与负极导线电连接、压电陶瓷芯片正极与正极导线电连接；在所述压电陶瓷芯片的一电极面上有匹配层；

其特征在于，所述传感器还包括一供压电陶瓷芯片一电极面透过的有孔托板，所述托板连接固定在所述压电陶瓷芯片的一端，在所述端面和所述托板上有浇凝成的匹配层。

优选地，所述有孔托板的孔径略大于所述压电陶瓷芯片直径，所述压电陶瓷芯片的一端穿过所述有孔托板，所述托板的孔壁与所述压电陶瓷芯片的外侧面连接固定。

优选地，所述托板与压电陶瓷芯片的外侧面通过柔性粘接层连接固定。

优选地，所述柔性粘接层为由环氧树脂构成的结构。

优选地，所述托板、匹配层设置位于所述压电陶瓷芯片的上端；所述压电陶瓷芯片的上端面为平面结构。

优选地，所述托板下端面为平面，所述托板的下端面与所述压电陶瓷芯片的上端面平行。

优选地，所述匹配层的外端面与所述托板下端面平行。

优选地，所述负极导线从匹配层穿出。

优选地，所述负极导线从托板上穿出。

优选地，所述托板为由铜制成的结构。

通过上述技术方案可以看出，由于本实用新型采用了增加一个有孔的托板的技术方案，可使得匹配层与压电陶瓷芯片的电极的连接稳定，提高了传感器产品生产的成型率，增加了传感器的牢固性以及使用寿命。

匹配层采用浇凝的方式生产，匹配层与托板之间的结合非常紧密，并可使负极导线与负极之间的连接稳固可靠。

托板与匹配层之间固定连接；与压电陶瓷芯片的外侧面通过柔性材料制造的柔性粘接层相连；此结构不会增加传感器在受到的电激励截止后的振动时间。

柔性粘接层由环氧树脂制成可获得较佳的效果。

托板上端面、匹配层下端面为平面，粘接紧密稳固，利于保持匹配层的性能。

托板下端面为平面，上下端面相互平行，可以方便的通过调整托板的厚度，获得需要的传感器匹配频率，而无需对匹配层进行调整。

托板、柔性粘接层均为有一定厚度的环状。