[发明专利]剪切式振动-超声复合传感器及测量装置

说明书

本发明公开了一种剪切式振动‑超声复合传感器及测量装置，剪切式振动‑超声复合传感器中，金属匹配层包括设在下表面的绝缘层和设在上表面的支撑柱，金属匹配层经由绝缘层接触待测对象，第一厚向压电元件的第一负极表面贴合金属匹配层一侧，其第一正极表面与第二厚向压电元件的第二正极表面贴合，第二负极表面贴附背衬块的第一表面，背衬块的第二表面设有金属外壳。厚向压电元件的第一、二正极表面连接超声信号输出接口以输出超声信号。振动基座可拆卸连接支撑柱，第一、二切向压电元件的第一、二负极表面均与振动基座一侧贴合，第一、二正极表面分别与第一、二质量块贴合。第一、二质量块均连接振动信号输出接口以输出振动信号。

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种剪切式振动-超声复合传感器及测量装置。

背景技术

声学技术不断发展，超声、振动检测技术不仅存在于传统的工农业技术，而且已经融入到电力、国防、生物、医学及航空航天等高新技术之中，尤其在电力设备状态检测、监测方面应用极为广泛。当电力设备发生电气故障时，绝缘性能的劣化往往伴随着局部放电的发生，局部放电引发的超声波信号(频率高于20kHz)在介质中的穿透力强、方向性好，易于实现快速准确地在线、离线无损检测，因此超声波检测常用于检测电力设备的电气故障。当电力设备存在机械性缺陷时，在负载电流产生的交变电动力的作用下就会产生机械性运动，产生异常振动信号，且不同机械性缺陷下振动信号具有明显的特征性。因此，针对设备外壳的振动检测适用于检测电力设备的机械故障。

一般来说，设备的运行状态受到电气、机械等多方面因素的共同影响，而目前的设备故障诊断方法主要基于单一物理量的检测对设备状态进行评估，这种方法准确性差、检测故障类型有限，不能同时准确地获得设备上某一点的多物理量参数，难以全面地反映设备的综合运行状态；目前加速度压电传感器结构以压缩式为主，结构较简单，由于压电元件直接安放于传感器基座，噪声、基座应变等干扰信号对传感器的测量有较强烈的影响。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种剪切式振动-超声复合传感器及测量装置，其提高传感器灵敏度、抗干扰性的同时并准确获得设备同一位置的超声、振动加速度信号，从而实现设备的多物理量、高精度检测。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种剪切式振动-超声复合传感器包括，

金属匹配层，其包括设在下表面的绝缘层和设在上表面的支撑柱，所述金属匹配层经由所述绝缘层接触待测对象，

第一厚向压电元件，其包括紧贴所述上表面的第一负极面和相对于所述第一负极面的第一正极面，

第二厚向压电元件，其包括经由导电胶紧贴所述第一正极面的第二正极面和相对于所述第二正极面的第二负极面，所述第一正极面和第二正极面分别连接超声信号输出接口以输出超声信号，

背衬块，其具有紧贴所述第二负极面的第一表面和相对于所述第一表面的第二表面，所述第二表面设有金属外壳，

振动基座，其可拆卸连接所述支撑柱，

第一切向压电元件，其具有贴合所述振动基座一侧的第一负极表面和相对于所述第一负极表面的第一正极表面，所述第一正极表面贴附第一质量块，

第二切向压电元件，其具有贴合所述振动基座相对于一侧的另一侧的第二负极表面和相对于所述第二负极表面的第二正极表面，所述第二正极表面贴附第二质量块，所述第一质量块和第二质量块分别连接振动信号输出接口以输出振动信号。