压电陶瓷堆叠结构及压电式传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种压电陶瓷堆叠结构及压电式传感器。压电陶瓷堆叠结构包括：柱状压电陶瓷体，包括轴向上相对的第一端部和第二端部，柱状压电陶瓷体包括两个以上的压电陶瓷堆叠层，两个以上的压电陶瓷堆叠层中相邻两个压电陶瓷堆叠层的相邻的两个电极极性相同；每个压电陶瓷堆叠层朝向第一端部的表面上设置电极引线端子；相邻两个电极引线端子的极性相反且在轴向方向上错开设置，柱状压电陶瓷体中每个压电陶瓷堆叠层设置的电极引线端子暴露于外部环境；连接部件，两个以上的压电陶瓷堆叠层通过连接部件相连接。本发明专利技术的压电陶瓷堆叠结构能够提高自身整体刚性，从而改善频响特性，减少高温环境下的应力值波动，结构简单，适于批量生产。

Piezoelectric ceramic stack structure and piezoelectric sensor

The invention relates to a piezoelectric ceramic stack structure and a piezoelectric sensor. The piezoelectric ceramic stack structure includes a cylindrical piezoelectric ceramic body includes a first end and a second end axially relative, cylindrical piezoelectric ceramic body comprises a piezoelectric ceramic stack of more than two, two electrodes adjacent more than two piezoelectric ceramic stack in two adjacent pressure ceramic stacked layers of the same polarity; each piezoelectric ceramic stack layer towards the surface of the first electrode lead terminals are arranged on the end part; two adjacent electrode lead terminals and opposite polarity in the axial direction are staggered, cylindrical piezoelectric ceramic body in each piezoelectric ceramic stack electrode lead terminals set exposure in the external environment; connecting parts, connecting more than two piezoelectric ceramic stack by connecting parts. The piezoelectric ceramic stacking structure of the invention can improve the whole rigidity of the whole body, thereby improving the frequency response property, reducing the fluctuation of the stress value under the high temperature environment, and having simple structure, and is suitable for mass production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测设备
，特别是涉及一种压电陶瓷堆叠结构及压电式传感器。
技术介绍
压电式传感器应用越来越广泛，用于测量物体的振动情况。目前作为压电元件使用的压电陶瓷堆叠结构常为在压电陶瓷片之间设置连接层。该结构虽然实现了压电元件装配，但是由于连接层和压电陶瓷片之间配合后会增加压电陶瓷堆叠结构的高度。在振动环境中应用时，上述压电陶瓷堆叠结构会产生变形，进而吸收一部分的能量，从而使传感器整体刚度降低，影响频响特性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种压电陶瓷堆叠结构及压电式传感器，能够提高多层压电陶瓷堆叠结构的刚性，从而改善频响特性，也能够减少高温环境下的应力值波动，结构简单，适于批量生产。本专利技术实施例一方面提出了一种压电陶瓷堆叠结构，其包括：柱状压电陶瓷体，包括在柱状压电陶瓷体的轴向上相对的第一端部和第二端部，柱状压电陶瓷体包括两个以上的压电陶瓷堆叠层，两个以上的压电陶瓷堆叠层中相邻两个压电陶瓷堆叠层的相邻的两个电极极性相同；每个压电陶瓷堆叠层朝向第一端部的表面上设置一个电极引线端子；两个以上的电极引线端子中相邻两个电极引线端子的极性相反且在轴向方向上错开设置，柱状压电陶瓷体中的每个压电陶瓷堆叠层设置的电极引线端子暴露于外部环境；连接部件，两个以上的压电陶瓷堆叠层通过连接部件相连接。根据本专利技术实施例的一个方面，相邻两个压电陶瓷堆叠层直接接触设置。根据本专利技术实施例的一个方面，每个压电陶瓷堆叠层设置有电极引线端子容置部，相邻两个压电陶瓷堆叠层的电极引线端子容置部在轴向上彼此错开设置。根据本专利技术实施例的一个方面，电极引线端子容置部为于每个压电陶瓷堆叠层的外周表面上设置的沿轴向延伸的通槽，从第一端部至第二端部，每个压电陶瓷堆叠层上设置的所有通槽中的一个通槽与相邻的压电陶瓷堆叠层的电极引线端子彼此对准设置。根据本专利技术实施例的一个方面，每个压电陶瓷堆叠层上设置的通槽的数量比柱状压电陶瓷体包括的压电陶瓷堆叠层的数量少一个。根据本专利技术实施例的一个方面，通槽的横截面的底部轮廓线为圆弧形，槽口处的轮廓线设置为倒圆角；或者，通槽的横截面的轮廓线为多边形。根据本专利技术实施例的一个方面，电极引线端子容置部为于每个压电陶瓷堆叠层上设置的沿柱状压电陶瓷体的径向延伸形成的凸出部，电极引线端子设置于凸出部朝向第一端部的表面上。根据本专利技术实施例的一个方面，每个压电陶瓷堆叠层包括一个或者两个以上的压电陶瓷片，相邻两个压电陶瓷堆叠层各自包括的压电陶瓷片的数量相同或不同，每个压电陶瓷堆叠层包括两个以上的压电陶瓷片时，相邻两个压电陶瓷片的相邻的两个电极极性相反。根据本专利技术实施例的一个方面，连接部件包括第一压紧部和第二压紧部，第一压紧部和第二压紧部分别用于对第一端部的端面和第二端部的端面施加压紧力。根据本专利技术实施例的一个方面，压电陶瓷堆叠结构还包括：设置在位于第一端部的压电陶瓷堆叠层与第一压紧部之间的第一绝缘部件。根据本专利技术实施例的一个方面，压电陶瓷堆叠结构还包括：设置在位于第二端部的压电陶瓷堆叠层与第二压紧部之间的正电极片和负电极片，每个电极引线端子分别与正电极片或负电极片电气连接，正电极片和负电极片之间设置有第二绝缘部件，正电极片或负电极片与第二压紧部之间设置有第三绝缘部件。根据本专利技术实施例的一个方面，连接部件包括螺栓和螺母，每个压电陶瓷堆叠层包括中心通孔，每个压电陶瓷堆叠层套接到螺栓的螺柱上，中心通孔的孔壁与螺柱之间绝缘设置或间隙配合，第一压紧部为螺栓的螺帽，第二压紧部为螺母。根据本专利技术实施例提供的压电陶瓷堆叠结构，其包括两个以上的压电陶瓷堆叠结构。两个以上的压电陶瓷堆叠层中每个压电陶瓷堆叠上设置有一个电极引线端子，且外部设备可以直接与该电极引线端子电气连接，因此相邻两个压电陶瓷堆叠层之间不需要额外单独设置电极片，因此压电陶瓷堆叠结构结构简化紧凑，整体提高了多层压电陶瓷堆叠结构的刚性，提升了频响特性。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种压电式传感器，其包括：如上述的压电陶瓷堆叠结构。附图说明下面将参考附图来描述本专利技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。图1是本专利技术实施例的压电陶瓷堆叠结构的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例的压电陶瓷堆叠结构的正视结构示意图。图3是本专利技术一实施例的柱状压电陶瓷体的结构示意图。图4是本专利技术另一实施例的柱状压电陶瓷体的俯视结构示意图。图5是本专利技术一实施例的压电陶瓷片的结构示意图。图6是本专利技术另一实施例的压电陶瓷片的结构示意图。在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本专利技术的具体结构进行限定。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。为了更好地理解本专利技术，下面结合图1至6根据本专利技术实施例的压电陶瓷堆叠结构进行详细描述。如图1所示，本专利技术实施例涉及一种压电陶瓷堆叠结构，其包括柱状压电陶瓷体10以及与柱状压电陶瓷体10相连接的连接部件20。柱状压电陶瓷体10包括在自身的轴向上相对的第一端部101和第二端部102。这里的第一端部101和第二端部102仅是为了便于描述本专利技术实施例的技术方案，并不限定本专利技术实施例的技术方案。柱状压电陶瓷体10包括两个以上的压电陶瓷堆叠层103。本实施例的每个压电陶瓷堆叠层103为柱状结构。两个以上的压电陶瓷堆叠层103中相邻两个压电陶瓷堆叠层103的相邻的两个电极极性相同。如图2所示，每个压电陶瓷堆叠层103包括正电极和负电极。沿第一端部101至第二端部102，相邻两个压电陶瓷堆叠层103中，一个压电陶瓷堆叠层103的正电极(或负电极)与另一个压电陶瓷堆叠层103的正电极(或负电极)相互电气连接，以使相邻两个压电陶瓷堆叠层103依次以并联方式堆叠。如图3所示，本专利技术实施例的每个压电陶瓷堆叠层103朝向第一端部101的表面上设置有一个电极引线端子103a。压电陶瓷堆叠层103通过电极引线端子103a与外部设备电气连接。在一个实施例中，电极引线端子103a是压电陶瓷堆叠层103的表面上的一部分，不是单独增加的结构件，减少了在压电陶瓷堆叠层103上单独加工制造电极引线端子103a的工序。对于每个压电陶瓷堆叠层103而言，本实施例的电极引线端子103a可以是压电陶瓷堆叠层103的正电极，也可以是压电陶瓷堆叠层103的负电极。柱状压电陶瓷体10包括的压电陶瓷堆叠层103的数量和电极引线端子103a的数量相等。两个以上的电极引线端子103a中相邻的两个电极引线端子103本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，包括：柱状压电陶瓷体，包括在所述柱状压电陶瓷体的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述柱状压电陶瓷体包括两个以上的压电陶瓷堆叠层，两个以上的所述压电陶瓷堆叠层中相邻两个所述压电陶瓷堆叠层的相邻的两个电极极性相同；每个所述压电陶瓷堆叠层朝向所述第一端部的表面上设置一个电极引线端子；两个以上的所述电极引线端子中相邻两个所述电极引线端子的极性相反且在所述轴向方向上错开设置，所述柱状压电陶瓷体中的每个所述压电陶瓷堆叠层设置的所述电极引线端子暴露于外部环境；连接部件，两个以上的所述压电陶瓷堆叠层通过所述连接部件相连接。

【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，包括：柱状压电陶瓷体，包括在所述柱状压电陶瓷体的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述柱状压电陶瓷体包括两个以上的压电陶瓷堆叠层，两个以上的所述压电陶瓷堆叠层中相邻两个所述压电陶瓷堆叠层的相邻的两个电极极性相同；每个所述压电陶瓷堆叠层朝向所述第一端部的表面上设置一个电极引线端子；两个以上的所述电极引线端子中相邻两个所述电极引线端子的极性相反且在所述轴向方向上错开设置，所述柱状压电陶瓷体中的每个所述压电陶瓷堆叠层设置的所述电极引线端子暴露于外部环境；连接部件，两个以上的所述压电陶瓷堆叠层通过所述连接部件相连接。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，相邻两个所述压电陶瓷堆叠层直接接触设置。3.根据权利要求1或2所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，每个所述压电陶瓷堆叠层设置有电极引线端子容置部，相邻两个所述压电陶瓷堆叠层的所述电极引线端子容置部在所述轴向上彼此错开设置。4.根据权利要求3所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，所述电极引线端子容置部为于每个所述压电陶瓷堆叠层的外周表面上设置的沿所述轴向延伸的通槽，从所述第一端部至所述第二端部，每个所述压电陶瓷堆叠层上设置的所有所述通槽中的一个所述通槽与相邻的所述压电陶瓷堆叠层的所述电极引线端子彼此对准设置。5.根据权利要求4所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，每个所述压电陶瓷堆叠层上设置的所述通槽的数量比所述柱状压电陶瓷体包括的所述压电陶瓷堆叠层的数量少一个。6.根据权利要求4所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，所述通槽的横截面的底部轮廓线为圆弧形，槽口处的轮廓线设置为倒圆角；或者，所述通槽的横截面的轮廓线为多边形。7.根据权利要求3所述的压电陶瓷堆叠结构，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂泳忠，付志华，
申请(专利权)人：西人马厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35