一种声纹传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种声纹传感器，包括与待测面接触的上壳体

【技术实现步骤摘要】
一种声纹传感器


[0001]本技术涉及传感器

。
更具体地说，本技术涉及一种轴承检测用的一种声纹传感器
。

技术介绍

[0002]微型涡喷发动机的轴承转子系统中，微型涡喷发动机使用的轴承需要承受
10
万转
/
分以上的高转速，以及在
300℃
以上的高温环境中稳定工作，这类轴承成本非常高，更换时需要将整个发动机主轴拆解，工时费较高
。
[0003]通常微型涡喷发动机的内部空间非常紧凑，工作氛围温度高，轴承的健康状态很难通过内部的传感器或外部检测设备来有效检测
。
在实际的应用中，当轴承转动时，轴承滚珠在轴承外圈滚道
(
轴承外圈滚道在轴承内圈与轴承外圈之间
)
上滚动，由于轴承制造水平限制和成本的考虑，使得轴承滚道表面微观结构具有一定的粗糙度或轴承使用后滚道表面的细微脱落形成的凹坑都会造成轴承外圈滚道运行振动，而这个振动会随着时间的推移而不断叠加，当其振动超出一定范围，就需要更换轴承，而目前怎样评价是否需要更换轴承的通常做法除开记录轴承使用时长外，常规的检测方法是，通过在发动机不工作的状态下，用手拧动转子快速转动几圈，观察转子依靠惯性旋转的圈数和辨别转子转动的声音，通过检测人员的经验来判断当前轴承的剩余寿命
。
[0004]由上可知，对于微型涡喷发动机的轴承来说，目前还没有更为轻薄的检测机构可直接安装用于轴承中，以达到对其工作状态实时检测的目的，而现有技术中虽然有传感器用于轴承检测，如申请号为：
201911326069.2
的，其采用三环式结构及径向力和轴向力梁的布置，外圈用于固定，通过中心环到外环用于感受径向力，内环和中心环用于感受轴向力，其检测的方式不适用于轴承滚道表面磨损检测，另外其结体积较大，也不能直接适用于微型涡喷发动机中
。

技术实现思路

[0005]本技术的一个目的是解决上述问题和
/
或缺陷，并提供后面将说明的优点
。
[0006]为了实现本技术的这些目的和其它优点，提供了一种声纹传感器，包括与待测面接触的上壳体
、
下壳体，还包括：
[0007]设置在上壳体
、
下壳体之间的压电陶瓷应变片，其上设置引出式电极；
[0008]设置在上壳体
、
下壳体之间，以在空间上对压电陶瓷应变片上下端面进行支撑限定的垫片；
[0009]其中，所述上壳体
、
下壳体被配置为呈片状结构，且下壳体外边缘设置有向上壳体延伸的突出部，以在二者之间构建容置压电陶瓷应变片
、
垫片的空间；
[0010]所述压电陶瓷应变片
、
上壳体
、
下壳体
、
垫片均被配置为呈同心的环状结构
。
[0011]优选的是，各环形垫片的外径均小于压电陶瓷应变片的外径，且被配置在上壳体
、
下壳体的内侧；
[0026]一种声纹传感器，其结构如图1‑2所示，包括与待测面接触的上壳体
1、
下壳体2，上下壳体由不锈钢机械加工制成，下壳体边缘较厚，轴向刚性较大，以提高垫片承载能力，用于传递预紧弹簧的压力到轴承外圈，还包括：
[0027]设置在上壳体
、
下壳体之间的压电陶瓷应变片3，其上设置引出式电极4，压电陶瓷片制作成环状，以便容纳主轴5从中穿过，而电极的引出端穿过突出部上的引线孔与外部的数模转换模块输入接口连接，完成信号的传输；在实际的应用时，所述引线孔处设置有密封用树脂层，在实际的应用中，压电陶瓷应变片的电极从垫片壳体边缘引出，引出位置使用高温树脂密封；
[0028]设置在上壳体
、
下壳体之间，以在空间上对压电陶瓷应变片上下端面进行支撑限定的垫片6，陶瓷应变片所在的不锈钢基材内圈由两层环形刚性不锈钢支撑片
(
或称为垫片
)
夹在中间，使用电阻焊将三个部分所在的焊接点
A7
焊接为一个整体，可为不同安装方式使用时，提供垫片内圈的支撑刚性；
[0029]其中，所述上壳体
、
下壳体被配置为呈片状结构，且下壳体外边缘设置有向上壳体延伸的突出部8，以在二者之间构建容置压电陶瓷应变片
、
垫片的空间，通过片状结构的设计，使得其体积
、
厚度均具有可控性，而突出部又使得二者之间具有限定其它结构的空间，同时便于后期焊接操作；
[0030]所述压电陶瓷应变片
、
上壳体
、
下壳体
、
垫片均被配置为呈同心的环状结构
。
在实际的应用中，上下壳体内圈与环形刚性支撑垫片内圈的接触面，通过电阻焊焊接在一起；最后将下壳体的外圈边缘的突出部与上壳体的接触面所在的焊接点
B 9
，通过电阻焊焊接在一起，由此形成一个封闭的扁平盒状结构，封闭的结构可以防止轴承润滑油以及灰尘进入到盒体内部；另外，封闭的外壳也可隔绝一部分发动机工作过程中产生的气动噪音；
[0031]声纹传感器的工作原理，将传感器安装于轴承腔
10
内，下壳体接触预紧弹簧
11
，上壳体接触轴承外圈
12
，当轴承转动时，轴承滚珠在轴承外圈滚道
13(
轴承外圈滚道在轴承内圈
14
与轴承外圈之间
)
上滚动，轴承外圈将细微的振动传递到传感器上壳体，上壳体通过环形刚性支撑垫片将振动传递至陶瓷应变片，陶瓷应变片在机械应力的作用下，引起压电材料内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷，即产生压电效应，压电效应将收集的细微振动装换为电流信号通过输出端导线输送给下游放大设备作进一步处理，本方案中利用压电陶瓷应变片耐高温
、
检测精度高
、
自身非常薄的特点制成超薄的声纹传感器，可以方便
、
低成本的安装在现有转子系统中，在实际的应用时，仅需对现有轴承腔体增加
3mm
的厚度空间即可安装，通过相应的轴承健康状态可视化检测系统可实时检测轴承的健康状态，可有效提高发动机的经济性和安全性
。
[0032]实施例2[0033]本实施方式2作为本技术的一较佳实施例，具体结构如图1‑2所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：
[0034]还包括与压电陶瓷应变片相配合的薄片式基材，所述基材被配置为采用不锈钢材质，陶瓷应变片所在的不锈钢基材内圈由两层环形刚性不锈钢支撑片
(
或称为垫片
)
夹在中间，可为不同安装方式使用时，提供垫片内圈的支撑刚性；
[0035]各环形垫片的外径均小于压电陶瓷应变片的外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种声纹传感器，其特征在于，包括与待测面接触的上壳体
、
下壳体，还包括：设置在上壳体
、
下壳体之间的压电陶瓷应变片，其上设置引出式电极；设置在上壳体
、
下壳体之间，以在空间上对压电陶瓷应变片上下端面进行支撑限定的垫片；其中，所述上壳体
、
下壳体被配置为呈片状结构，且下壳体外边缘设置有向上壳体延伸的突出部，以在二者之间构建容置压电陶瓷应变片
、
垫片的空间；所述压电陶瓷应变片
、
上壳体
、
下壳体
、
垫片均被配置为呈同心的环状结构<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚鸣，贾思帅，张怡，张焯泯，王建波，罗正波，刘尧，
申请(专利权)人：绵阳小巨人动力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：