[实用新型]一种多用的钨丝结构压电薄膜传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑工程健康监测领域，尤其是涉及一种多用的钨丝结构压电薄膜传感器。

背景技术

目前，以压电薄膜为敏感源而制成的换能器或传感器已广泛应用于多种领域，例如心率监测、触觉传感、建筑结构的振动监测等领域。其中，基于0-3型压电复合材料制成的压电薄膜传感器由于众多的优点而受到关注，0-3型压电复合材料是由不连续的压电陶瓷颗粒(PZT)，均匀分散于三维连通的聚合物基体中，而构成的具有压电效应的复合材料，如与压电陶瓷片(PZT)相比，压电复合材料具有柔韧性好、机械强度高、声阻抗易匹配、频响范围宽等特性；与压电聚合物(PVDF)相比，压电复合材料具有制备工艺简单、压电活性高等特性。现有技术中，在建筑工程健康检测领域，虽然基于压电复合材料制成的传感器具有很多优点，但仍存在传感器功能单一、精度低、结构复杂、成本高的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多用的钨丝结构压电薄膜传感器，以解决现有技术中传感器功能单一、精度低、结构复杂、成本高的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多用的钨丝结构压电薄膜传感器包括压电复合薄膜；所述压电复合薄膜的有效部分的上表面涂覆有上电极层，所述上电极层的外表面设置有上叠合钨丝；所述有效部分的下表面涂覆有下电极层，所述下电极层的外表面设置有下叠合钨丝；所述压电复合薄膜的引出部分的上表面局部涂覆有上引出电极，所述上引出电极与所述上电极层不连通；所述引出部分的下表面局部涂覆有下引出电极，所述下引出电极与所述下电极层不连通；所述上引出电极与一端子相接触，所述下引出电极与另一个端子相接触，两个所述端子分别连接有向外延伸的引线；所述上叠合钨丝的一端与所述上引出电极连接，所述下叠合钨丝的一端与所述下引出电极连接。

进一步的，所述压电复合薄膜采用PVDF和压电陶瓷颗粒制成。

进一步的，所述压电复合薄膜为碳纳米管改性压电复合薄膜。

进一步的，所述上电极层、所述下电极层、所述上引出电极及所述下引出电极均采用单组份导电银浆制成。

进一步的，所述端子采用空心铆钉与黄铜焊片制成，所述空心铆钉与所述压电复合薄膜穿透连接。

进一步的，钨丝结构压电薄膜传感器外层设有封装保护层。

进一步的，所述封装保护层为塑料屏蔽膜。

进一步的，所述上叠合钨丝为由一根钨丝折叠而成的双层结构，下层钨丝粘接于所述上电极层的外表面，所述上叠合钨丝的上下层钨丝之间涂覆有绝缘漆，所述下层钨丝的一端延伸至与所述上引出电极相连接；

所述下叠合钨丝也为由一根钨丝折叠而成的双层结构，上层钨丝粘接于所述下电极层的外表面，所述下叠合钨丝的上下层之间涂覆有绝缘漆，所述下层钨丝的一端延伸至与所述下引出电极相连接。

进一步的，所述上电极层及所述下电极层外表面通过焊泥与钨丝粘接。

进一步的，所述上叠合钨丝及所述下叠合钨丝的每层钨丝均可呈曲线或直线排布。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种多用的钨丝结构压电薄膜传感器具有以下优势：

(1)本发明创造设置有上下叠合钨丝，上下叠合钨丝的一端分别通过上下引出电极与各自的端子连接，一方面可以通过钨丝作为媒介采集压电复合薄膜上下表面的电荷并将电荷传递到端子处，对结构构件的应力应变进行实时监测，另一方面由于钨丝较脆，结构出现裂缝的时候，钨丝会出现断裂从而无法对外输出信号，从这个角度来说还起到对结构构件是否出现裂缝进行实时监测的作用，功能多样；叠合钨丝的一端与引出电极连接，而不是与端子直接连接，避免钨丝与端子直接连接处发生断裂，安全可靠；同时本发明创造结构简单、制备工艺简单、制作成本低，可进行大规模工业化生产。

(2)本发明创造采用PVDF与陶瓷颗粒制备而成同时采用碳纳米管进行改性，大幅度提高了压电薄膜的压电系数，提高了传感器的精度；端子采用空心铆钉与黄铜焊片制成，空心铆钉与压电复合薄膜穿透连接，保证了引线与压电复合薄膜之间的良好连接；封装保护层的设计能够有效避免电极层破损，并且能够防止外界噪声干扰。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的压电复合薄膜的内部结构示意图

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的侧面结构示意图；