[发明专利]一种用于PIND的压电振动平台阵列式传感器

说明书

本发明公开了一种用于PIND的压电振动平台阵列式传感器，属于声学换能器技术领域，其作用是采集多余物在器件内与腔体碰撞产生的噪声信号并将其转换为压电信号，进而输出至控制系统进行处理或显示设备进行显示。本发明采用铝合金外壳作为支撑材料，内部嵌入压电敏感单元，与含有加速度传感器的底座组成压电振动平台阵列式传感器，该传感器具有检测方便、易于安装、可扩展、可定位追踪等优点，当需要更大的检测平台时可采用阵列式压电敏感单元扩展检测平台，多敏感单元的采用可定位追踪被测试件内部多余物分布范围或具体位置。

技术领域

本发明涉及一种用于PIND的压电振动平台阵列式传感器，属于声学换能器技术领域。

背景技术

航天、航空领域中密封电子元器件及电子设备内部存在的颗粒物问题，一直是影响设备可靠性和安全性的重大技术难题。在元器件快速变相运动或剧烈冲击震动时，内部颗粒物松动或游离于密封电子设备内，或落在内部某些器件、组件的部位与元器件内部结构接触，对密封电子设备的可靠性造成极大的威胁。轻者会降低设备某些性能，造成局部故障，如非金属颗粒物落在某绝缘部位之间而降低绝缘性能；重者会引起电路短路、系统烧毁，甚至试验失败、机毁人亡，造成严重的航天事故。

微粒碰撞噪声检测(Particle ImpactNoise Detection,PIND)技术因具有快速、方便、准确和灵敏度高等优点被广泛采用。

振动台传感器作为信号采集模块的关键元件对检测结果起着非常重要的作用，但目前的传感器多集中测量小型密封电子元器件，对于中、大型密封电子器件如中、大型密封继电器和密封集成电路很难进行有效测量。针对这个问题，本发明设计了可检测大体积密封电子元器件的阵列式振动平台传感器，可根据被测对象大小适当调整阵列式传感器内部压电敏感单元的排列方式与数量。

目前对密封元器件多余物的检测多采用淘汰式，即检测不合格的产品被淘汰，只余下合格产品。该方法对于中、大型密封元器件、昂贵的元器件和结构复杂的元器件不宜适用，对于该类密封元器件宜采用拆除、振荡、清洗等方式去除多余物后封装进行再检测，但是多余物位置不确定性使得该过程效率低下易做无用功，甚至会引入外界多余物。

本发明针对现有传感器仅能做到检测多余物存在，无法实现对多余物在元器件内部位置定位的问题，设计了压电振动平台阵列式传感器，该传感器可根据信号到达相邻传感器的时间追踪多余物在密封元器件中的位置，从而进行针对性的排除，提高检测效率，节省时间、物质与人工成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于PIND的压电振动平台阵列式传感器，其内部嵌入压电敏感单元，与含有加速度传感器的底座共同组成压电振动平台阵列式传感器，实现对中、大型密封元器件的精确检测与多余物定位追踪功能。

为了实现上述目的，一种用于PIND的压电振动平台阵列式传感器，该传感器包括铝合金支撑外壳1、导电银胶2、压电敏感单元3、压电敏感单元所在腔体4、排线槽5、支撑腔体6、通线孔7、型腔8、固定垫片10、加速度传感器11、铝合金底座9、固定螺栓孔12、总线孔13、振动台面14和底座支柱15。

传感器的整体装配图如图1所示。

压电敏感单元3为传感器的核心部件，压电敏感单元3放置于压电敏感单元所在腔体4中，导电银胶2连接铝合金支撑外壳1和压电敏感单元3的负极，排线槽5位于各压电敏感单元所在腔体4底部，负责导出各压电敏感单元3的正极引线，排线槽5中心处下部对应通线孔7，负责导出排线槽5引出的正极引线，支撑腔体6在振动台面下起支撑振动台面14、连接铝合金底座9的作用，型腔8为支撑腔体6内部空间，减小整体重量的同时引出通线孔7引出的导线，最下部铝合金底座9内部底座支柱15上固定有加速度传感器11，加速度传感器11与底座9绝缘，其正负极引线分别引出，固定螺栓孔12位于底座下表面中心处，上通孔用于连接固定垫片10，下通孔用于连接外部振动台，总线控13位于底座一侧中心位置，负责导出压电敏感单元3和加速度传感器11引出的所有导线。