[发明专利]一种压电式压力传感器

说明书

本发明公开了一种压电式压力传感器，外壳套由粗壳套和细壳套组成，细壳套设于粗壳套前端，膜片固定设于细壳套前端面，膜片后端的细壳套内设有传导杆，传导杆后端设于粗壳套内，传导杆后端设有支撑套，支撑套后端设有压电晶体，压电晶体后端设有电极，传导杆、支撑套、压电晶体、电极与外壳套内壁之间均为间隙配合，电极后端设有预紧机构，预紧机构为空腔结构，预紧机构空腔内设有电器连接机构，电器连接机构前端和电极连接，该压力传感器通过设置细壳套，增加压力传感器的感应头长度，从而使压力传感器的压电晶体远离高温检测环境，提升压电晶体的稳定性，提高检测精度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种压电式压力传感器。

背景技术

压力传感器包括有压阻式压力传感器、电容式压力传感器、电感式压力传感器、压电式压力传感器，压电式压力传感器特点是体积小、动态特性好、耐高温等，适合应用在测量动态压力领域，如航空航天领域、风洞、发动机缸内压力、注塑模腔内压力、爆破压力等。

压电式压力传感器是一种基于压电效应的传感器，它的敏感元件由压电材料制成，如压电晶体、压电陶瓷、压电薄膜(PVDF)、压电复合材料等，压电式压力传感器通常在一些特定场合使用，如发动机气缸内、注塑模腔内，其使用场合内都具有较高的温度。

传统的压电式压力传感器存在以下问题：

1、传统的压电式压力传感器与被测介质接触部分直径或头部多较大，且传统的压电式压力传感器由于压电晶体尺寸限制导致传感器头部较大，在测量压力时需要将压力传感器靠近被测介质，当被测介质温度升高到150℃以上时，压电材料的特性会发生改变，导致传感器输出不稳定、精度降低，从而使压电晶体无法正常工作或者寿命较短。

2、传统的压电式压力传感器头的膜片一般为平膜片，平膜片的感应头性能输出线性度较差，且当受热后平膜片受热散热较慢。

发明内容

发明目的：本发明提供一种压电式压力传感器使传感器内的压电晶体远离被测介质，从而提升输出稳定性和输出精度。

技术方案：一种压电式压力传感器，包括外壳套、膜片、传导杆、支撑套、压电晶体、电极、预紧机构、电器连接机构，所述外壳套由粗壳套和细壳套组成，所述细壳套设于所述粗壳套前端，所述膜片固定设于所述细壳套前端面，所述膜片后端的所述细壳套内设有所述传导杆，所述传导杆后端设于所述粗壳套内，所述传导杆后端设有所述支撑套，所述支撑套后端设有所述压电晶体，所述压电晶体后端设有所述电极，所述传导杆、所述支撑套、所述压电晶体、所述电极与所述外壳套内壁之间均为间隙配合，所述电极后端设有所述预紧机构，所述预紧机构为空腔结构，所述预紧机构空腔内设有所述电器连接机构，所述电器连接机构前端和所述电极连接。

进一步的，所述粗壳套和所述细壳套之间设置锥形斜面，所述粗壳套和所述细壳套之间通过所述锥形斜面过渡连接，所述传导杆后端设有锥形头，所述锥形头和所述锥形斜面连接，粗壳套和细壳套之间使用锥形斜面配合能使传导杆始终位于细壳套中间，提升了压力传递的精准度。

进一步的，所述预紧机构为预紧套，所述预紧套为非导电材质，所述预紧套设于所述电极后端和所述外壳套内壁连接，所述电器连接机构设于所述预紧套内，所述电器连接机构前端和所述电极连接，设置非导体材质的预紧套结构简单，易装配减少生产成本。

进一步的，所述预紧机构包括预紧座、绝缘座、绝缘环，所述预紧座为金属材质，所述绝缘环设于所述电极后端，所述绝缘环后端设有所述预紧座，所述预紧座和所述外壳套内壁固定连接，所述预紧座内设有所述绝缘座，所述绝缘座内设有所述电器连接机构，所述电器连接机构前端和所述电极连接，此机构的预紧机构使用含有金属材质的预紧座，使用焊接方式提升了预紧机构的连接牢固程度。

进一步的，所述电器连接机构包括连接杆和弹簧，所述弹簧设于所述连接杆前端，所述弹簧前端和所述电极连接，弹簧的设置使电器连接机构内始终保持有压力，使连接杆和电极之间始终保持可靠连接。