一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及爆炸荷载监测技术领域，特指一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，包括合金壳体、传感器封盖与PVDF压电薄膜，传感器封盖与合金壳体固定连接，且成型设有腔体，PVDF压电薄膜设于腔体内，PVDF压电薄膜上连接有导线，导线穿过传感器封盖外连接有数据采集装置。采用这样的结构设置，将合金壳体粘贴固定在待测区域，PVDF压电薄膜接受爆炸下产生的应力波，转化为电信号传输到数据采集装置进行采集，并分析接收到的冲击信号波形，进而可以定量评估爆炸荷载的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器
本技术涉及爆炸荷载监测
，特指一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器。
技术介绍
爆炸荷载是作用于结构上的一种极端荷载，目前的检测装置如动态应变仪、加速度传感器等，在实际使用中，存在成本较高，且容易损坏的缺点。而对于近场爆炸的测试，为了研究距离爆炸点较近区域的爆炸冲击力，这些传统的设备由于量程以及易损的问题，无法用于检测工作。PVDF薄膜是压电材料的一种，具有成本低廉、灵敏度高、量程大的优点，被广泛应用于结构受冲击荷载的监测工作中。但是它同样存在无法在极端环境下使用的问题。因此，找到一种既保留PVDF薄膜优良特性，又使其具备在各类恶劣环境下使用的传感器，具有较大工程应用价值。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供了一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，有效解决现有技术中存在的缺点。为了实现上述目的，本技术应用的技术方案如下：一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，包括合金壳体、传感器封盖与PVDF压电薄膜，传感器封盖与合金壳体固定连接，且成型设有腔体，PVDF压电薄膜设于腔体内，PVDF压电薄膜上连接有导线，导线穿过传感器封盖外连接有数据采集装置。根据上述方案，所述PVDF压电薄膜与合金壳体的内壁之间设有内层绝缘硅胶、环氧树脂层与外层绝缘硅胶，内层绝缘硅胶设于PVDF压电薄膜的外部，所述环氧树脂层设于内层绝缘硅胶的外部，外层绝缘硅胶设于环氧树脂层的外部。根据上述方案，所述传感器封盖上设有通孔，导线穿过传感器封盖的通孔外连接有数据采集装置。根据上述方案，所述导线与通孔之间设有橡胶套管。根据上述方案，所述数据采集装置包括数据采集卡与电脑，导线穿过传感器封盖的通孔外连接于数据采集卡，数据采集卡通过导线连接于电脑。本技术有益效果：1)采用的冲压成型高强度不锈钢合金壳体结构解决了传感器在极端作用下易损的问题，使得该装置能够重复使用，降低了使用成本；2)对PVDF压电薄膜交错使用不同硬度密封胶进行封装，进一步加强了传感器的耐用度，同时，在保证传感器灵敏度的前提下，拓宽了传感器的量程，这使得该传感器对近场爆炸的测量成为了可能；3)严密的封装不仅使得传感器具有优异的耐冲击性，同时也具备了良好的耐腐蚀和防水性，PVDF传感器既可以粘贴于结构表面，也可以浇筑到混凝土材料中，与监测系统一起实现对结构的动态实时监测；4)采用标准接口，可与常用设备，如动态应变仪等，直接连接，让工程技术人员在实际工程中易于操作。附图说明图1是本技术PVDF传感器结构示意图；图2是本技术PVDF压电薄膜装配图；图3是本技术PVDF传感器装配示意图。1.合金壳体；2.传感器封盖；21.通孔；3.橡胶套管；4.PVDF压电薄膜；5.数据采集卡；6.电脑；7.内层绝缘硅胶；8.环氧树脂层；9.外层绝缘硅胶；10.导线。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术的技术方案进行说明。如图1至图3所示，本技术所述一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，包括合金壳体1、传感器封盖2与PVDF压电薄膜4，传感器封盖2与合金壳体1固定连接，且成型设有腔体，PVDF压电薄膜4设于腔体内，PVDF压电薄膜4上连接有导线10，导线10穿过传感器封盖2外连接有数据采集装置。采用这样的结构设置，其工作原理：将合金壳体1粘贴固定在待测区域，PVDF压电薄膜4接受爆炸下产生的应力波，转化为电信号传输到数据采集装置进行采集，并分析接收到的冲击信号波形，进而可以定量评估爆炸荷载的强度。实际应用中，合金壳体1为冲压成型高强度不锈钢合金壳体1，起到对PVDF压电薄膜4的保护作用，使PVDF压电薄膜4可以循环使用。实际应用中，传感器封盖2与合金壳体1采用相同的材料制成，合金壳体1外尺寸35mm×16mm×6mm，壳体材料厚度1.5mm。封盖2内尺寸8mm×16mm×6mm。在本实施例中，所述PVDF压电薄膜4与合金壳体1的内壁之间设有内层绝缘硅胶7、环氧树脂层8与外层绝缘硅胶9，内层绝缘硅胶7设于PVDF压电薄膜4的外部，环氧树脂层8设于内层绝缘硅胶7的外部，外层绝缘硅胶9设于环氧树脂层8的外部。采用这样的结构设置，通过内层绝缘硅胶7、环氧树脂层8与外层绝缘硅胶9三层包裹，有效加强了PVDF压电薄膜4的耐用度。在本实施例中，所述传感器封盖2上设有通孔21，导线10穿过传感器封盖2的通孔21外连接有数据采集装置。实际应用中，通孔21的直径为2mm。在本实施例中，所述导线10与通孔21之间设有橡胶套管3。采用这样的结构设置，通过橡胶套管3起到对导线10的保护，防止导线10与通孔21之间造成摩擦受损。在本实施例中，所述数据采集装置包括数据采集卡5与电脑6，导线10穿过传感器封盖2的通孔21外连接于数据采集卡5，数据采集卡5通过导线连接于电脑6。采用这样的结构设置，其工作原理：将合金壳体1粘贴固定在待测区域，PVDF压电薄膜4接受爆炸下产生的应力波，转化为电信号传输到数据采集卡5进行采集，并通过电脑6分析接收到的冲击信号波形或曲线，进而可以定量评估爆炸荷载的强度。实际应用中，电脑6内预先存储有信号波形或曲线用于作为参照数据。以上结合附图对本技术的实施例进行了描述，但本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，其特征在于：包括合金壳体(1)、传感器封盖(2)与PVDF压电薄膜(4)，所述传感器封盖(2)与合金壳体(1)固定连接，且成型设有腔体，所述PVDF压电薄膜(4)设于腔体内，所述PVDF压电薄膜(4)上连接有导线(10)，所述导线(10)穿过传感器封盖(2)外连接有数据采集装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，其特征在于：包括合金壳体(1)、传感器封盖(2)与PVDF压电薄膜(4)，所述传感器封盖(2)与合金壳体(1)固定连接，且成型设有腔体，所述PVDF压电薄膜(4)设于腔体内，所述PVDF压电薄膜(4)上连接有导线(10)，所述导线(10)穿过传感器封盖(2)外连接有数据采集装置。


2.根据权利要求1所述一种用于爆炸荷载监测的PVDF传感器，其特征在于：所述PVDF压电薄膜(4)与合金壳体(1)的内壁之间设有内层绝缘硅胶(7)、环氧树脂层(8)与外层绝缘硅胶(9)，所述内层绝缘硅胶(7)设于PVDF压电薄膜(4)的外部，所述环氧树脂层(8)设于内层绝缘硅胶(7)的外部，所述外层绝缘硅胶(...

【专利技术属性】
技术研发人员：许凯，李进行，陈浩，朱秋鸣，陈蒙，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42