一种PVDF动态土压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种PVDF动态土压力传感器，涉及传感器技术领域，该传感器包括压力传感器外壳、灵敏部、输出插座和插针，所述灵敏部与压力传感器外壳固定连接，所述压力传感器外壳的任一端设置有输出孔，所述输出插座固定设置在输出孔处，所述插针设置在输出插座上，所述灵敏部上焊接有一根输出线和一根地线，所述地线的另一端与压力传感器外壳的底面固定连接，所述输出线的另一端依次通过输出孔和输出插座与插针相连。本申请所提供的土压力传感器可以预埋入混凝土、防水功能好，有较宽的频率范围和宽广的动态范围，可以满足防护工程的结构爆炸测试，符合于军方测试项目要求。符合于军方测试项目要求。符合于军方测试项目要求。

A PVDF dynamic earth pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF动态土压力传感器


[0001]本技术涉及传感器
，特别涉及一种PVDF动态土压力传感器。

技术介绍

[0002]压力测试是一个应用较为广泛的测试手段，如：可以利用动态压力对新型武器装备及弹药的性能威力的试验进行评估、对防护工程的抗爆炸等级进行评估等。
[0003]现在土压力测试的通用方法是：
[0004]1、采用石英晶体压力传感器，但是由于它的压电常数d33值较低，制作的压力传感器灵敏度也较低，不能满足土压力测试的低压力场合。
[0005]2、采用应变片制作，做成全桥形式，外部由其他仪器供给桥压，它的不足之处是灵敏度低，1
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5mV/V(每伏直流桥压输出1.5mV)，一般供桥电源兼有放大器功能。这种传感器的缺点是：频率范围从0
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500Hz左右，对爆炸测试而言，传感器自身的频响不能满足需要。低灵敏度又要靠放大器放大，信号放大的同时也会带动噪声放大，不利于信号分析，并且不具备防水性能，土压力传感器置于地下或混凝土里会存在渗水影响。
[0006]以上两种测试方法均存在较大的弊端，已经不能满足防护工程的结构爆炸测试，因此研发出适用于军方测试项目要求的压力传感器迫在眉睫。

技术实现思路

[0007]为克服现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种PVDF动态土压力传感器。
[0008]具体技术方案如下：
[0009]一种PVDF动态土压力传感器，包括压力传感器外壳、灵敏部、输出插座和插针，所述灵敏部与压力传感器外壳固定连接，所述压力传感器外壳的任一端设置有输出孔，所述输出插座固定设置在输出孔处，所述插针设置在输出插座上，所述灵敏部上焊接有一根输出线和一根地线，所述地线的另一端与压力传感器外壳的底面固定连接，所述输出线的另一端依次通过输出孔和输出插座与插针相连。
[0010]优选的，所述灵敏部包括膜片和PVDF粘接面，所述PVDF粘接面固定设置在膜片的下表面，所述灵敏部上的输出线和地线与PVDF粘接面相连。
[0011]优选的，所述输出插座芯体内衬有四氟绝缘面。
[0012]优选的，所述输出插座端口处设置有内螺纹，所述压力传感器外壳输出孔处设置有外螺纹，所述输出插座与压力传感器外壳输出孔螺纹连接。
[0013]本技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0014](1)本申请所提供的土压力传感器可以预埋入混凝土、防水功能好，有较宽的频率范围和宽广的动态范围，可以满足防护工程的结构爆炸测试，符合于军方测试项目要求。
[0015](2)本申请所提供的土压力传感器中的灵敏部包括膜片和PVDF粘接面，本申请利用聚合材料聚偏氟乙烯(PVDF)制作土压力传感器，PVDF具有的压电效应，可大批量生产，且
灵敏度高、频率范围宽、价格低。
附图说明
[0016]图1为本技术一种PVDF动态土压力传感器的结构示意图。
[0017]图中，1
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压力传感器外壳，2
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膜片，3
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PVDF粘结面，4
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输出孔，5
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输出插座。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0019]本技术公开了一种PVDF动态土压力传感器，如图1所示，包括压力传感器外壳1、灵敏部、输出插座5和插针，灵敏部与压力传感器外壳1固定连接，压力传感器外壳1的任一端设置有输出孔4，输出插座5固定设置在输出孔4处，插针设置在输出插座5上，灵敏部上焊接有一根输出线和一根地线，地线的另一端与压力传感器外壳1的底面固定连接，输出线的另一端依次通过输出孔4和输出插座5与插针相连。
[0020]灵敏部包括膜片2和PVDF粘接面3，PVDF粘接面3固定设置在膜片2的下表面，灵敏部上的输出线和地线与PVDF粘接面3相连。本申请中利用一种新型的聚合材料聚偏氟乙烯(PVDF)制作土压力传感器，PVDF具有的压电效应，可大批量生产，且高灵敏度、频率范围宽、价格低等优秀的物理性能。
[0021]优选的，输出插座5芯体内衬有四氟绝缘面。进一步优选的，输出插座5端口处设置有内螺纹，压力传感器外壳1输出孔4处设置有外螺纹，输出插座5与压力传感器外壳1输出孔4螺纹连接。
[0022]土压力传感器的制作方法：
[0023]PVDF动态压力传感器的压力传感器外壳1为高强度不锈钢材料，且膜片2也由高强度不锈钢生产，膜片2厚度根据灵敏度确定。膜片2与PVDF粘接面3要打磨平整后，生产时要用环氧树脂胶将两者粘接，压实后进烘箱，烘箱的温度设置为100℃，时间设置为2小时。然后在PVDF粘接面3上焊信号线，一根输出，另一根为地线。生产好的膜片2与压力传感器外壳1采用工装连接、紧固，最后，用激光焊接机沿膜片2边缘圆周焊接，形成一体。此时，地线应该已经与压力传感器外壳1的底面焊接，输出线从输出孔4引出，焊接完成的土压力传感器信号线穿过插座，插座芯体采用四氟材料已保证高绝缘，拧上插座，插座的外壳是地，挤上插针，传感器制作完成。
[0024]土压力传感器的工作原理：
[0025]压力传感器主要的指标是灵敏度和频率响应，灵敏度是反映该传感器在单位爆炸压力(MPa)时输出的电荷量(Q)，它的灵敏度是可以通过改变晶体片数量和尺寸解决。频率响应反映的是压力传感器接收信号的快慢，以谐振频率(KHz)表示。当沿传感器轴线方向传来的压力冲击波撞击传感器膜片2，膜片2受压变形，带动PVDF变形，产生压电效应，产生电荷(Q)，土压力传感器工作。
[0026]土压力测试分静态和动态，本申请所提供的土压力传感器主要是用于防护工程的
结构爆炸测试，就是动态使用。土压传感器由于预埋入混凝土，要有防水功能，要有较宽的频率范围和宽广的动态范围，与PVDF动态土压力传感器相配套产生的动态测试方法改变了传统的土压力传感器都是采用静态测试方法(采用活塞压力计)得到灵敏度的模式。对于动态测试，静态标定显然是不够的，改进方法是，采用特制的活塞装置，用锤击法得到一组数据，经过计算得到动态灵敏度。由于传感器经过焊接，密封性好。谐振频率是采用小火药测试方法。该动态测试方法经航天102计量站测试和与国外产品对比，指标相近。
[0027]本传感器的开发，增加了国内土压力传感器的品种，实现了小体积高灵敏度、密封性好、频响宽、使用方便、可靠性高。本产品目前主要技术指标：灵敏度分四档500pC/MPa、1000pC/MPa、2000pC/MPa、3000pC/MPa，可以分别测试1MPa
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100MPa冲击压力。谐振频率160KHz，输出信号接电荷放大器、水密封等级IP67。本产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVDF动态土压力传感器，其特征在于：包括压力传感器外壳、灵敏部、输出插座和插针，所述灵敏部与压力传感器外壳固定连接，所述压力传感器外壳的任一端设置有输出孔，所述输出插座固定设置在输出孔处，所述插针设置在输出插座上，所述灵敏部上焊接有一根输出线和一根地线，所述地线的另一端与压力传感器外壳的底面固定连接，所述输出线的另一端依次通过输出孔和输出插座与插针相连。2.根据权利要求1所述的一种PVDF动态土压力传感器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何仑，
申请(专利权)人：扬州科动电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：