[发明专利]压电式超声-振动加速度复合传感器及测量装置

说明书

本发明公开了一种压电式超声‑振动加速度复合传感器及测量装置，压电式超声‑暂态地电压复合传感器中，金属匹配层包括设在下表面的第一绝缘层和相对于下表面的上表面声匹配层，传感器壳体套设于金属匹配层，传感器壳体设有可拆卸连接的盖子，第一压电元件的第一负极面紧贴金属匹配层的上表面，第一正极面紧贴第二压电元件的第二正极面，由第一正极面(或第二正极面)引出信号输出线以输出宽频信号。背衬块设于传感器壳体内，背衬块的第一表面和上述第二负极面紧贴，相对于其第一表面的第二表面设有金属外壳，与弹簧相连，弹簧的另一端连接盖子。以上紧贴处均以导电胶紧贴。本发明可同时准确地获得被测对象同一位置的超声波和振动加速度信号。

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种压电式超声-振动加速度复合传感器及测量装置。

背景技术

超声、振动加速度传感器检测技术在工商业、农业、生物、国防军事等领域应用方面日趋成熟，且需求迫切，尤其在设备状态检测、监测方面应用极为广泛。在设备故障检测方面，超声波信号(频率高于20kHz)主要由于设备内部的局部放电产生,由于超声波在介质中的穿透力强、方向性好、信息携带量大，易于实现快速准确地在线、离线无损检测，因此常用于检测设备的电气故障。由于设备在不同工况下的表面振动情况各不相同，因此振动加速度传感器非常适用于检测设备的机械故障。

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来诊断某一种类型的故障，这种方法易受干扰、准确性差、可测故障类型有限，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。

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压电式超声-振动加速度复合传感器及测量装置，其可同时并准确地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：

本发明的一种压电式超声-振动加速度复合传感器包括，

金属匹配层，其包括设在下表面的第一绝缘层和相对于下表面的上表面声匹配层，

传感器壳体，其套设于所述金属匹配层，所述传感器壳体的上方设有可拆卸连接的盖子，

第一压电元件，其设于所述传感器壳体内，所述第一压电元件包括紧贴所述上表面声匹配层的第一负极面和相对于所述第一负极面的第一正极面，

第二压电元件，其设于所述传感器壳体内，所述第二压电元件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，传感器信号输出线从所述第一正极面或第二正极面引出以输出信号，

背衬块，其设于所述传感器壳体内，所述背衬块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，

弹簧，其一端连接所述背衬块的金属外壳上，另一端连接所述盖子。

所述的一种压电式超声-振动加速度复合传感器，其特征在于，所述金属匹配层的声阻抗Z_m理论上为：或其中，Zp为第一压电元件和第二压电元件的声阻抗，Z_t为被测对象的声阻抗。

所述的一种压电式超声-振动加速度复合传感器，其特征在于，所述金属匹配层的厚度为复合传感器的检测中心频率在金属匹配层中的对应声波长的四分之一。

所述的一种压电式超声-振动加速度复合传感器，其特征在于，所述盖子的内壁设有抵接弹簧的压块。