一种适用于强电磁环境的声传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于强电磁环境的声传感器，包括：换能元件、橡胶封装层、导电涂层、橡胶封装层、换能元件正极信号线、换能元件负极信号线、屏蔽电缆正极信号线、屏蔽电缆金属屏蔽膜；通过使用导电涂层和屏蔽电缆金属屏蔽膜一起实现对换能元件的全部包裹，并通过导电涂层和金属屏蔽膜接地，实现对外部电磁场的完全屏蔽，从而可以在强电磁场环境中正常使用。本发明专利技术提供的声传感器，所需材料种类少，成本低，制作过程简单，耐腐蚀耐高温且体积小，能在变压器油中长期浸泡而性能保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于强电磁环境的声传感器
本专利技术涉及声学测试
，更具体地，涉及一种适用于强电磁环境的声传感器。
技术介绍
水听器是一种常见的用于液体介质中的声压测试的声传感器，其原理大多是采用各种压电陶瓷材料作为换能元件，将作用在换能元件上的声压波动转换为电信号被测试设备所获取，从而实现介质中的声压测量。水听器通常用于水声测试，相关产品较为常见，如BK8103、8104系列等。利用水听器测量油浸式变压器内部噪声是一种具有极大应用潜力的技术，但目前可用来进行长期监测的声传感器较为少见。对此，专利技术专利《一种监测油浸式变压器噪声的传感器(专利号：ZL201710665174.3)》提出了一种新型传感器，可长期在变压器油中实现准确测试。虽然该新型传感器可采用金属网作为屏蔽层，使其具有一定的抗电磁干扰性能，但在强电磁环境中仍会受到影响，从而对测量准确性带来不良影响。因此，急需设计一种能够适用于强电磁环境中的小型的声传感器，从而能够准确测量油浸式变压器内部噪声。
技术实现思路
基于此，本专利技术提出了一种适用于强电磁环境的声传感器，该声传感器的总体体积小，能够耐腐蚀耐高温，且具备很强的抗干扰性能，特别适用于油浸式变压器内部噪声的测量。为解决上述问题，本专利技术提供了一种适用于强电磁环境的声传感器，包括：换能元件、内层橡胶封装层、导电涂层、外层橡胶封装层、屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜；所述换能元件和屏蔽电缆正极信号线由所述内层橡胶封装层进行封装，所述内层橡胶封装层的外侧设有所述导电涂层，所述导电涂层和屏蔽电缆金属屏蔽膜的外侧由所述外层橡胶封装层进行封装；所述内层橡胶封装层设置于所述屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜之间；所述换能元件的换能元件正极信号线与屏蔽电缆正极信号线相连，所述换能元件的换能元件负极信号线与屏蔽电缆金属屏蔽膜或者导电涂层相连；所述导电涂层与屏蔽电缆金属屏蔽膜相连并部分重叠，以完全包裹住换能元件和屏蔽电缆正极信号线。进一步的，所述屏蔽电缆正极信号线为单芯金属线。进一步的，所述换能元件为PZT-5系列的压电陶瓷管。进一步的，所述导电涂层和屏蔽电缆金属屏蔽膜接地或连接到设备地线。进一步的，所述导电涂层与屏蔽电缆金属屏蔽膜为无任何孔洞的膜状结构。进一步的，所述导电涂层为30μm的TF-801银导电漆，该银导电漆的电阻小于等于0.025欧姆/平方厘米。进一步的，所述内层橡胶封装层和/或外层橡胶封装层采用聚氨酯材料。进一步的，将所述声传感器置于油浸式变压器的油液中，以根据所述换能元件监测油液中的声压信号。本专利技术中提出了一种适用于强电磁环境的声传感器，其通过外部设有超薄的导电涂层实现对换能元件的立体式全方位包裹，使得导电涂层包覆换能元件的同时保证其能够进行微弱噪声测量，并同时不显著增大传感器的体积；此外，使用带有金属膜屏蔽层的屏蔽线缆，并通过导电涂层和金属屏蔽膜接地，实现对外部电磁场的完全屏蔽，从而使得传感器完全可以在强电磁场环境中正常使用；最后，本专利技术提供的声传感器，所需材料种类少，成本低，可以从内向外进行层层包覆制作而成，其制作过程简单，本专利技术的声传感器的总体体积小(屏蔽线缆的直径可为3～5mm，传感部分体积为大拇指指头大小)，噪声测量准确，能够耐腐蚀耐高温，且具备很强的抗电磁干扰性能，特别适用于油浸式变压器内部噪声的测量。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1是本专利技术实施例所提供的声传感器的剖面图。附图标记说明：换能元件—1、内层橡胶封装层—2、导电涂层—3、外层橡胶封装层—4、换能元件正极信号线—5、换能元件负极信号线—6、屏蔽电缆正极信号线—7、屏蔽电缆金属屏蔽膜—8、接地线—9、屏蔽电缆—10。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术进行清楚、完整地描述，同时也叙述了本专利技术技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。图1是本专利技术所提供的适用于强电磁环境的声传感器的剖面图，所述声传感器包括：换能元件1、内层橡胶封装层2、导电涂层3、外层橡胶封装层4、换能元件正极信号线5、换能元件负极信号线6、屏蔽电缆正极信号线7、屏蔽电缆金属屏蔽膜8、接地线9、屏蔽电缆10。如图1所示，本专利技术的声传感器中，各个部件的关系如下：换能元件1和屏蔽电缆正极信号线7由一层内层橡胶封装层2进行封装，从而让作为压电陶瓷管的换能元件1与屏蔽电缆10中的屏蔽电缆金属屏蔽膜8之间不形成闭合回路，进而使声传感器能正常运行。此外，内层橡胶封装层2的外侧设有一层超薄的导电涂层3，导电涂层3的外侧再次由外层橡胶封装层4进行封装，以使得传感能够绝缘隔热且耐腐蚀；屏蔽电缆10中包括屏蔽电缆正极信号线7和屏蔽电缆金属屏蔽膜8(即为屏蔽电缆的负极)，内层橡胶封装层2设置于屏蔽电缆正极信号线7和屏蔽电缆金属屏蔽膜8之间，以进行绝缘，屏蔽电缆金属屏蔽膜8的外侧再次由外层橡胶封装层4进行封装；换能元件1的换能元件正极信号线5与屏蔽电缆正极信号线7相连，换能元件负极信号线6与屏蔽电缆金属屏蔽膜8或者导电涂层3相连，导电涂层3的一端与屏蔽电缆金属屏蔽膜8相连并部分重叠；最终实现导电涂层3和屏蔽电缆金属屏蔽膜8能完全包裹住换能元件1和屏蔽电缆正极信号线7。进一步的，为了实现传感器在水中的密封性和强电磁隔离，导电涂层3与屏蔽电缆金属屏蔽膜8为无任何孔洞的膜状结构，从而使得导电涂层和金属屏蔽膜能够完全包裹住换能元件1和屏蔽电缆正极信号线7。在另外一个实施例中，屏蔽电缆正极信号线7可为单芯金属铜软线，单芯金属铜软线外为内层橡胶封装层2构成的橡胶绝缘层，橡胶绝缘层外为屏蔽电缆金属屏蔽膜8，所述内层橡胶封装层2可构成中空的柔性空心圆管结构，以密封包裹住屏蔽电缆正极信号线7和换能元件1，图1中的传感器上部所伸出的屏蔽电缆10的长度如需要进行延长，则可以通过与其它的延长屏蔽电缆进行对接，以深入放置到液体中进行噪声探测。在另外一个实施例中，所述换能元件1可采用压电陶瓷材料，如PZT-5系列的压电陶瓷管，该材料为常用的水听器换能元件，适用于进行信号的接收，具有灵敏度高、稳定性好的优点。所述压电陶瓷管可以为图1中口字型的空心压电陶瓷管，当然也可以为其他形状的压电陶瓷材料结构，只要其能够实现噪声测量即可。在另外一个实施例中，为了实现导电涂层3与屏蔽电缆金属屏蔽膜8的电磁屏蔽作用，所述导电涂层3和屏蔽电缆金属屏蔽膜8接地或连接到设备地线，优选地，如图1所示，屏蔽电缆金属屏蔽膜8通过接地线9进行单点接地，且该接地线9可以是与其它的延长屏蔽电缆连接的接地线。此外，经过多次试验，本专利技术的导电涂层3可优选为30微米的TF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于强电磁环境的声传感器，其特征在于，包括：换能元件、内层橡胶封装层、导电涂层、外层橡胶封装层、屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜；所述换能元件和屏蔽电缆正极信号线由所述内层橡胶封装层进行封装，所述内层橡胶封装层的外侧设有所述导电涂层，所述导电涂层和屏蔽电缆金属屏蔽膜的外侧由所述外层橡胶封装层进行封装；/n所述内层橡胶封装层设置于所述屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜之间；所述换能元件的换能元件正极信号线与屏蔽电缆正极信号线相连，所述换能元件的换能元件负极信号线与屏蔽电缆金属屏蔽膜或者导电涂层相连；所述导电涂层与屏蔽电缆金属屏蔽膜相连并部分重叠，以完全包裹住换能元件和屏蔽电缆正极信号线。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于强电磁环境的声传感器，其特征在于，包括：换能元件、内层橡胶封装层、导电涂层、外层橡胶封装层、屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜；所述换能元件和屏蔽电缆正极信号线由所述内层橡胶封装层进行封装，所述内层橡胶封装层的外侧设有所述导电涂层，所述导电涂层和屏蔽电缆金属屏蔽膜的外侧由所述外层橡胶封装层进行封装；
所述内层橡胶封装层设置于所述屏蔽电缆正极信号线和屏蔽电缆金属屏蔽膜之间；所述换能元件的换能元件正极信号线与屏蔽电缆正极信号线相连，所述换能元件的换能元件负极信号线与屏蔽电缆金属屏蔽膜或者导电涂层相连；所述导电涂层与屏蔽电缆金属屏蔽膜相连并部分重叠，以完全包裹住换能元件和屏蔽电缆正极信号线。


2.如权利要求1所述的适用于强电磁环境的声传感器，其特征在于，所述屏蔽电缆正极信号线为单芯金属铜软线。


3.如权利要求1所述的适用于强电磁环境的声传感器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢铃，吴晓文，曹浩，胡胜，陈炜，黄韬，彭继文，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43