压电振动传感器及拾音器制造技术

本发明专利技术实施例是关于一种压电振动传感器，该压电振动传感器包括：两端开口的金属管；压电元件，中心开有第一通孔，所述压电元件的周边搭接于所述金属管的其中一端口上；质量块，中心开有第二通孔；连接杆，依次穿过所述第二通孔和所述第一通孔，并通过一紧固件将所述质量块固定悬挂于所述压电元件上。本发明专利技术实施例可以提高信号响应速度及信号灵敏度，且不会出现信号饱和现象，可应用于地势起伏较大的复杂环境中。

【技术实现步骤摘要】
压电振动传感器及拾音器
本专利技术实施例涉及埋地燃气PE管道位置探测
，尤其涉及一种压电振动传感器及拾音器。
技术介绍
在埋地燃气PE管道位置的探测技术中，拾音器用来捕获地下管道辐射到地面上的声波信号，并会将声波信号转换为电能信号，进而来确定PE管道的具体坐标位置，而振动传感器作为拾音器的重要组成部件，用以检测声波信号。相关技术中，拾音器中选用的振动传感器通常为磁电式振动传感器，关于上述技术方案，专利技术人发现至少存在如下一些技术问题：例如磁电式振动传感器响应慢、灵敏度低、容易出现信号饱和的现象，无法探测到地面传输的微弱信号，且能探测到的距离较短、深度较浅，不能满足多种复杂环境下PE管道位置探测的需求。因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种压电振动传感器及拾音器，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种压电振动传感器，包括：两端开口的金属管；压电元件，中心开有第一通孔，所述压电元件的周边搭接于所述金属管的其中一端口上；质量块，中心开有第二通孔；连接杆，依次穿过所述第二通孔和所述第一通孔，并通过一紧固件将所述质量块固定悬挂于所述压电元件上。本专利技术的一实施例中，所述压电元件包括弹簧片以及两个压电陶瓷片，其中，两个所述压电陶瓷片分别贴附于所述弹簧片的上下表面。本专利技术的一实施例中，两个所述压电陶瓷片串联或并联贴附于所述弹簧片上。本专利技术的一实施例中，还包括一压环，所述压环套设于所述压电元件外边沿上。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种压电振动传感器，包括：两端开口的金属管；压电元件，包括第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件和第二压电元件的周边分别搭接于所述金属管相对的两个端口上，且各所述压电元件的中心均开有第一通孔；质量块，夹持于所述第一压电元件和所述第二压电元件之间，且所述质量块的中心开有第二通孔；连接杆，穿过所述第一通孔和所述第二通孔，并通过一紧固件将所述质量块与所述第一压电元件、所述第二压电元件固定。本专利技术的一实施例中，各所述压电元件包括弹簧片以及两个压电陶瓷片，其中，两个所述压电陶瓷片分别贴附于所述弹簧片的上下表面。本专利技术的一实施例中，各所述压电元件中的两个压电陶瓷片串联贴附于所述弹簧片上。本专利技术的一实施例中，各所述压电元件中的两个压电陶瓷片并联贴附于所述弹簧片上。本专利技术的一实施例中，还包括两个压环，各所述压环分别套设于所述第一压电元件和所述第二压电元件的外边沿上。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术的实施例中，当地面传来振动声波时，振动波可通过金属管传递至压电元件上，使得悬挂于压电元件上的质量块上下运动，引起压电元件形变，进而产生相应的电信号。一方面，与磁电式振动传感器相比，即使地面传来的振动声波非常微弱，也可以通过金属管传递至压电元件上，而引起质量块的运动，质量块的运动又进一步增大了压电元件的形变量，根据实验测试，该压电振动传感器的信号响应速度提高了10倍，信号灵敏度提高了50倍，且不会出现信号饱和现象。另一方面，由于质量块悬挂于压电元件上，不仅可以在垂直方向上运动，还可以在水平方向上做微弱的摆动，由此，该压电振动传感器除了能检测到垂直方向的振动声波外，还能兼顾小范围的横向振动声波，可应用于地势起伏较大的复杂环境中。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本专利技术示例性实施例中压电振动传感器的结构示意图；图2示出本专利技术示例性实施例中压电元件的结构示意图；图3示出本专利技术示例性实施例中压电陶瓷片串联接法示意图；图4示出本专利技术示例性实施例中压电陶瓷片并联接法示意图；图5示出本专利技术示例性实施例中振动传感器对比实验现场示意图；图6示出本专利技术示例性实施例中另一种压电振动传感器的结构示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。此外，附图仅为本专利技术实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。磁电式振动传感器的基本原理是根据导体作切割磁力线的运动，而产生一个与它运动振动成正比的电动势。磁电式振动传感器由上下弹簧片、磁靴、永磁体、感应线圈等部件组成，测量对象振动时，传感器的线圈会产生磁力线，磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势。在埋地燃气PE管道位置探测时，磁电式振动传感器很容易出现信号饱和的现象，且响应慢、灵敏度低，无法探测到地面传输的微弱声波，导致埋地燃气PE管道定位探测设备探测距离较短、探测深度较浅，不能满足多种复杂环境下的管道探测需求。基于此，本示例实施方式中首先提供了一种压电振动传感器。参考图1中所示，该压电振动传感器可以包括金属管100、压电元件200、质量块300以及连接杆400。其中，压电元件200中心开有第一通孔210，且压电元件的周边搭接于金属管100的其中一端口上，质量块300中心开有第二通孔(图未示)，连接杆400依次穿过第二通孔和第一通孔210，并通过一紧固件500将质量块300固定悬挂于压电元件200上。本专利技术的实施例中，当地面传来振动声波时，振动波可通过金属管100传递至压电元件200上，使得悬挂于压电元件200上的质量块300上下运动，引起压电元件200形变，进而产生相应的电信号。一方面，与磁电式振动传感器相比，即使地面传来的振动声波非常微弱，也可以通过金属管传递至压电元件200上，而引起质量块300的运动，质量块300的运动又进一步增大了压电元件的形变量，根据实验测试，该压电振动传感器的信号响应速度提高了10倍，信号灵敏度提高了50倍，且不会出现信号饱和现象。另一方面，由于质量块300悬挂于压电元件200上，不仅可以在垂直方向上运动，还可以在水平方向上做微弱的摆动，由此，该压电振动传感器除了能检测到垂直方向的振动声波外，还能兼顾小范围的横向振动声波，可应用于地势起伏较大的复杂环境中。下面，将参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电振动传感器，其特征在于，包括：/n两端开口的金属管；/n压电元件，中心开有第一通孔，所述压电元件的周边搭接于所述金属管的其中一端口上；/n质量块，中心开有第二通孔；/n连接杆，依次穿过所述第二通孔和所述第一通孔，并通过一紧固件将所述质量块固定悬挂于所述压电元件上。/n

【技术特征摘要】
20200117 CN 20201005568021.一种压电振动传感器，其特征在于，包括：
两端开口的金属管；
压电元件，中心开有第一通孔，所述压电元件的周边搭接于所述金属管的其中一端口上；
质量块，中心开有第二通孔；
连接杆，依次穿过所述第二通孔和所述第一通孔，并通过一紧固件将所述质量块固定悬挂于所述压电元件上。


2.根据权利要求1压电振动传感器，其特征在于，所述压电元件包括弹簧片以及两个压电陶瓷片，其中，两个所述压电陶瓷片分别贴附于所述弹簧片的上下表面。


3.根据权利要求2压电振动传感器，其特征在于，两个所述压电陶瓷片串联或并联贴附于所述弹簧片上。


4.根据权利要求1-3任一项述压电振动传感器，其特征在于，还包括一压环，所述压环套设于所述压电元件的外边沿上。


5.一种压电振动传感器，其特征在于，包括：
两端开口的金属管；
压电元件，包括第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件和第二压电元件的周...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆尧，高建立，王朝阳，刘小民，陈矛，
申请(专利权)人：西安探管者探测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61