[发明专利]一种振动开关装置

说明书

本发明涉及一种振动开关装置，涉及振动开关技术领域，所述振动开关装置从上至下依次包括压紧组件、第一温度平衡块、压电驱动组件、第二温度平衡块和刚性膜片；所述刚性膜片的底端向外延伸，以形成振荡叉体；所述第一温度平衡块的膨胀系数与所述第二温度平衡块的膨胀系数相同；所述第一温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数；所述第二温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数。本发明能够在高温、高压环境下稳定工作。

技术领域

本发明涉及振动开关技术领域，特别是涉及一种振动开关装置。

背景技术

在现有技术中，通常使用两种不同类型的压电驱动装置，来实现音叉振荡传感器的正常工作。在第一种类型的装置中，音叉振动式开关包括压电发射单元和/或接收单元、在振动时移动的隔膜和与隔膜结合的机械振动结构(即振荡叉体)，其中压电发射和/或接收单元直接利用粘接层与隔膜粘接在一起。这种结构相对简单，但是一般超过150℃以上的高温应用的情况下，这种类型的音叉振动式传感器在应用范围上就存在很大的局限性。

针对特定应用需求，例如有更大振动能量或需要更高温度、更高压力的环境应用的需求下，一般使用第二种类型，即叠层结构的压电驱动装置实现。这种装置大多配备有呈堆叠的圆盘件或环形件形式的压电单元，通过一定的预紧力，压紧在隔膜上，带动隔膜另一端的振荡叉体振动。这样的装置产生的驱动力大，但由于压电驱动组件需要的压电单元的数量多，不仅影响振动开关的制作成本，也降低了其整体的可靠性，特别是在大的机械载荷、温度变化、长期高温、湿气、高压的环境下更为尤甚。

上述堆叠方式的压电驱动装置，一般通过锁紧环压紧在隔膜的内表面上。锁紧环具有外螺纹，通过与设置在隔膜上端中空体的侧壁的机械结构件的内螺纹接合连接，使得压紧力可以施加在压电驱动装置上。如果必要，这种压紧力的大小是可以被调节的。这种装置优选在振动开关在基本恒定的室温下运行时进行的非常好。然而，音叉振动式开关受到大的温度变化影响时，则隔膜和锁紧环相间隔的侧壁部因受到温度变化，对音叉振动开关的特性参数(振幅、共振频率、不同接触介质频率变化)带来的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动开关装置，能够在高温、高压环境下稳定工作。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种振动开关装置，所述振动开关装置从上至下依次包括压紧组件、第一温度平衡块、压电驱动组件、第二温度平衡块和刚性膜片；

所述刚性膜片的底端向外延伸，以形成振荡叉体；

所述第一温度平衡块的膨胀系数与所述第二温度平衡块的膨胀系数相同；

所述第一温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数；

所述第二温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数。

可选地，所述振动开关装置还包括壳体；

所述压紧组件、所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件、所述第二温度平衡块和所述刚性膜片均设置在所述壳体的内部；

所述振荡叉体穿过所述壳体的底端向外延伸。

可选地，所述压电驱动组件用于通过所述刚性膜片激发所述振荡叉体振荡，并将接收到的所述振荡叉体产生的机械振荡转换为电信号；

所述压电驱动组件包括发射单元、接收单元和绝缘单元；所述绝缘单元至少包括第一绝缘单元、第二绝缘单元和第三绝缘单元；

所述第一绝缘单元、所述接收单元、所述第二绝缘单元、所述发射单元和所述第三绝缘单元从上至下依次叠加；