[发明专利]一种高冲击压电加速度计

说明书

本发明公开了一种高冲击压电加速度计，包括敏感组件、壳体、插座和绝缘螺栓；壳体采用空心圆柱体结构，壳体一端设有用于测量待测物振动冲击的敏感组件，敏感组件通过绝缘螺栓与待测物螺接，壳体另一端设有用于连接信号采集设备的插座。本发明通过敏感组件、壳体、插座和绝缘螺栓的配合，能够测量量程高达20000g工作频率高达10000Hz的振动冲击信号，弥补了传统压电加速度计重量过大、工频较窄和测量范围较小的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种高冲击压电加速度计，属于航天传感器技术领域。

背景技术

振动和冲击的测量问题是在各种生产活动和生活中经常大量遇到的问题，凡是机器、建筑物、桥梁、船舶、汽车、飞机、导弹等都经常在内在或外在的激励下产生冲击和振动。导弹和火箭在飞行过程中产生振动和冲击更是不可避免的。

火箭和导弹在飞行过程中的振源主要有发动机点火、运行、关机、级间分离以及空气动力的激励引起的振动。强烈而持续的振动可能导致火箭结构的疲劳和破坏，同时有可能引起某些仪器的损坏和失效，因而造成飞行试验的失败。为了确定弹上振动和冲击环境，以便提供导弹和火箭的结构设计的依据和仪器设备试验的条件，必须对弹上的振动和冲击环境进行测量，测量结果也是万一火箭发射失利进行故障分析的重要依据。

目前压电加速度计在航空航天领域应用比较广泛，存在的主要问题是产品重量比较大，一般为几十克；工作频率范围较窄，一般为2～3kHz最高可达5kHz；测量范围较低，一般几千g最高5000g。

随着火箭和导弹运载能力的提高，在航天领域高达万g的冲击信号测量需求逐渐增多，原有产品一般量程5000g频率范围5kHz的状态已经无法满足大运载型号振动冲击测量的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种高冲击压电加速度计，通过敏感组件、壳体、插座和绝缘螺栓的配合，能够测量量程高达20000g工作频率高达10000Hz的振动冲击信号，弥补了传统压电加速度计重量过大、工频较窄和测量范围较小的缺陷。

本发明的技术解决方案是：

一种高冲击压电加速度计，包括敏感组件、壳体、插座和绝缘螺栓；壳体采用空心圆柱体结构，壳体一端设有用于测量待测物振动冲击的敏感组件，敏感组件通过绝缘螺栓与待测物螺接，壳体另一端设有用于连接信号采集设备的插座。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述敏感组件包括基座、压电片、绝缘套管、惯性质量块、预紧环和引线片；基座为同心台阶轴，基座大直径端端面设有用于连接绝缘螺栓的螺孔，基座小直径端侧面攻有螺纹；压电片、引线片和惯性质量块依次套装在基座小直径端，并通过预紧环锁紧；惯性质量块与基座之间设有绝缘套管；引线片通过导线与插座连接。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述基座和预紧环均采用TC4材料。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述压电片的数量不少于两片，若干个压电片之间电气并联。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述绝缘套管采用热缩套管。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述惯性质量块为空心圆柱，惯性质量块采用钨合金材料且密度大于17.4g/cm³。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述引线片为空心圆板，引线片采用紫铜T材料。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述壳体与敏感组件螺接或焊接，壳体采用TC4材料。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述插座与壳体过盈配合或焊接。

在上述的一种高冲击压电加速度计中，所述绝缘螺栓包括第一螺栓、绝缘环和第二螺栓；第一螺栓、绝缘环和第二螺栓依次同轴粘接，第一螺栓与敏感组件螺接，第二螺栓与待测物螺接。