[实用新型]组装式石英谐振传感器

说明书

本实用新型主要用于石油地质领域对油、水井等的压力测量。

石英谐振传感器在国际上已有应用，但制造难度大，成本高，如美国惠普公司生产的一种石英电子压力计，传感器部分是采用整块石英晶体制作，而且制造技术难度大，废品率高，测试精度虽然较高，但造价昂贵，使用操作繁杂、不便。

本实用新型的目的是要制造一种结构简单、制造容易、造价低、操作方便，达到测试精度高的一种新颖的传感器；采用现有石英谐振器的谐振裸片，与金属弹性元件组装成石英谐振式传感器。

本实用新型是这样实现的，利用石英晶体的压力——频移效应检测压力量的测压传感器，它主要由谐振器石英裸片安装在传感器的壳体内，并装有定位块和电极等组成。其中石英裸片是该传感器的压力——频率转换元件，当外力作用在谐振器裸片上时，它自身的谐振频率发生变化，而这个变化量与外力的大小成比例，谐振片表面镀有电极层，与传感器上体电极相连；传感器上体是石英谐振片的支撑件，设计有谐振片扶正爪和电极安装孔，为了减少工作时的应力集中，内顶部为球面结构为最佳；传感器下体是传感器的弹性部件，它将外力线性传给石英谐振片，并与传感器上体的扶正爪紧密配合，以保证谐振片与扶正爪及弹性感压件连接固定；电极为导电金属，与传感器绝缘，密封在传感器上体的电极孔内，并用导线与石英谐振器电极相连；定位块是石英谐振器裸片的轴向位置调整块，由绝缘材料制成。

由于采用了现有石英谐振器的谐振裸片，解决了石英晶体加工困难、造价昂贵主要问题，既保持了测试的高精度，而结构简单，制造容易，使用又方便；价格只相当于同类型的进口仪器的十分之一，经济效益明显，大受用户欢迎。

以下结合附图进一步说明，附图是组装式石英谐振传感器的结构示意图，主要是把石英谐振裸片(4)密封在上体(2)和下体(6)的空间内，石英谐振裸片(4)连接着电极(1)，电极(1)密封在传感器上体(2)的电极孔内，并与上体(2)绝缘，电极(1)上接有导线与石英谐振裸片(4)相连，它承担激励电流传输和谐振频率传出的功能，石英谐振裸片(4)外层镀一层导电膜。传感器上体(2)有谐振裸片的扶正爪(7)，扶正爪(7)根部制有凸台阶状；石英谐振裸片(4)、定位块(3)和(5)同时装在上体(2)的扶正爪(7)内，扶正爪(7)的外部与传感器下体(6)连接配合，以保证上体(2)外壳、裸片(4)、下体(6)的连接配合。最后上体(2)和下体(6)是连接为一体的。定位块(3)和(5)为环形结构的绝缘体，防止石英谐振裸片(4)与上体(2)和下体(6)端面接触，使石英谐振裸片(4)在传感器内以轴向位置固定为最佳。石英谐振裸片(4)是簿柱结构，端面镀有电极层，通电后，石英谐振裸片进行稳定的震荡，外力是通过下体(6)传递到上体(2)的扶正爪(7)至石英谐振裸片柱面上，其谐振频率发生的变化，其变化量与外力成比例。传感器下体(6)外形为柱形结构，底部为球面形，与上体(2)的扶正爪(7)连接配合为一体。石英谐振裸片(4)是密封在传感器上体(2)和下体(6)的空间内；传感器的空间能抽真空式并充以惰性气体加以保护，这样进一步提高了该传感器的稳定性和抗老化性能。

所测的压力变化是通过传感器壳体传到石英谐振裸片(4)，传感器直接将地层压力的变化转换成频率变化，通过电流传输到地面。