一种物性型弯曲压电加速度传感器机架及其传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种物性型弯曲压电加速度传感器机架及其传感器，该机架包括上壳体以及与上壳体固定连接的下壳体；下壳体内对称设置有两个用于存放电加速度传感器机芯的存放腔。本实用新型专利技术提供了一种灵敏度高、线性工作频带宽、抗冲击载荷能力强、对声干扰抑制能力强、信噪比高以及对压电片进行有效保护的物性型弯曲压电加速度传感器机架及其传感器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属地震勘探
，涉及ー种地震勘探用传感器，属于有源传感器，尤其涉及ー种物性型弯曲压电加速度传感器机架及其传感器。技术背景 压电加速度传感器的性能差异主要取决于压电陶瓷片的灵敏度，线性工作频带信噪比和抗载荷能力，而保证压电陶瓷片上述性能的关键环节是对压电陶瓷片的夹持方式、安装放置方式及压电对声响应的抑制方式。目前，压电陶瓷的受力和惯性体的夹持方式主要有挤压式、弯曲式和剪切式。以上三种方式主要存在的不足I、挤压式西安石油大学研制的YD2000型压电加速度传感器，其机-电转换方式是通过挤压晶片来实现的，虽然传感器的抗载荷能力强，但压电晶片的变形量很小，其灵敏度很低，信噪比低。2、弯曲式中国专利ZL200820030163. 4公开了ー种弯曲形压电加速度传感器，但由于压电陶瓷片的夹持方式和安装方式的缘故，使得压电陶瓷片对外部的声干扰抑制较差，同时没有较好的抑制外部声干扰措施，致使传感器的信噪比很低，线性工作频带变窄。3、剪切式这类传感器靠ー对カ偶作用于晶片上，使晶片产生较大的输出，其灵敏度比较高，但其抗冲击载荷能力很差，エ业现场很少批量使用。以上所述的三类传感都没有解决系统对声干扰的闭环抑制，因此抑制音频干扰能力差，使得传感器信噪比降低，有效线性带宽变窄，同时对强冲击的保护措施不够也使得压电片各易损坏。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本技术提供了一种灵敏度高、线性工作频带宽、抗冲击载荷能力强、对声干扰抑制能力强、信噪比高以及对压电片进行有效保护的物性型弯曲压电加速度传感器机架及其传感器。本技术的技术解决方案是本技术提供了ー种物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特殊之处在于所述物性型弯曲压电加速度传感器机架包括上壳体以及与上壳体固定连接的下壳体；所述下壳体内对称设置有两个用于存放电加速度传感器机芯的存放腔。上述下壳体包括下壳体壳以及设置在下壳体壳内部的下壳体架；所述存放腔设置在下壳体架内部。上述存放腔包括设置在与电加速度传感器机芯接触面上的隔音垫。上述物性型弯曲压电加速度传感器机架还包括设置在上壳体和下壳体之间的密封圈。上述物性型弯曲压电加速度传感器机架还包括与上壳体固定连接的防水帽。上述上壳体和下壳体均是由隔声材料制成的。ー种物性型弯曲压电加速度传感器，其特殊之处在于所述物性型弯曲压电加速度传感器包括如上所述的物性型弯曲压电加速度传感器的机架以及设置在机架内部的机芯；所述机芯左右对称设置在机架的存放腔中。上述机芯包括机芯架以及设置在机芯架内部的弾性振动系统；所述弹性振动系统包括配重体、设置在配重体低部的惯性体以及套接在配重体上的机电转换元件。上述配重体包括中心轴、绝缘外套、导电片、绝缘片以及中心紧固螺母；所述绝缘外套包裹在中心轴的外表面；所述导电片套接在中心轴上并与机电转换元件紧密接触；所述中心紧固螺母通过绝缘片固定导电片和机电转换元件并与中心轴的上端部固定连接；所述机电转换元件是压电陶瓷片或压电晶体片；所述机电转换元件是压电陶瓷片时，所述机电转换元件是由两个压电陶瓷片与一个铜基片粘贴而成或由1/2个压电陶瓷片和ー个铜基片粘贴而成；所述惯性体是机芯磁铁，所述机芯磁铁设置在中心轴底部；所述惯性体上镶有机芯磁铁时，所述下壳体架上设置有与机芯磁铁位置相对并与机芯磁铁的磁场相反的下壳体架磁铁。上述机芯还包括设置在机芯架内表面的绝缘内衬；所述机电转换元件是一片或多片；所述机电转换元件是多片时，所述物性型弯曲压电加速度传感器机芯还包括压紧螺环以及用于隔离机电转换元件铜基片的绝缘间隔垫；所述绝缘间隔垫外径附着在机芯架内壁上；所述压紧螺环直接作用于绝缘间隔垫上并与机芯架固定连接。本技术的优点本技术提供的物性型弯曲压电加速度传感器，解决了
技术介绍
中灵敏度低，线性工作频带窄，抗冲击载荷能力差，对声干扰抑制能力差，造成信噪比低和受强冲击载荷时压电片易损坏的技术问题，具体而言，本技术具有以下优点I、灵敏度高本技术由于采用弯曲变形方式，压电片变形量大，提高了传感器的灵敏度，同时这种结构可使压电片多片组合，又可起到提高传感器灵敏度的效果。2、线性工作频带宽由于传感器中连接所用的金属材料居多，所用的非金属材料硬度高、变形量小，因此系统刚性好。谐振频率高，使得线性工作频带变宽。3、信噪比高由于压电片是ー个对声音很敏感的器件，而用于地震勘探方面的压电加速度传感器不需要接收任何声音，任何方向来的声音对其都是干扰信号，因而能很好的抑制声音干扰，就成为改善传感器信噪比的ー个重要环节，这种传感器放入上下壳体都是选用了隔音效果很好的材料，并且使之成为ー种封闭结构，对声音干扰形成了一种闭环抑制，从而达到了抑噪提高信噪比的效果。4、本技术抗冲击能力強。本技术所采用的机芯自成独立単元，较大的提高了传感器的动态范围和系统的稳定度，采用闭环的隔声结构，极大地抑制了压电对声干扰的响应，使得传感器的有效工作频带变宽，信号的品质得到提高。附图说明图I是本技术所采用的机芯的结构示意图；图2是本技术所采用的机架的结构示意图；图3是本技术在机架上设置的防水帽的结构示意图；、其中I-压紧螺环；2_间隔垫；3_绝缘内衬；4_机芯架；5_压电陶瓷片；6_机芯磁铁；7-中心轴；8_导电片；9_导电片；10-绝缘片；11_中心紧固螺母；12-绝缘外套；13_上壳体；14_密封圈；15_镶嵌螺母；16_下壳体壳；17_下壳体架；18_隔音垫；19_下壳体架磁铁；20_镶嵌螺母；21_存放腔；22_压紧螺板；23_防水帽。具体实施方式參见图2，本技术首先提供了 ー种物性型弯曲压电加速度传感器机架，该机架包括用于存放两只一致性很好的独立机芯的存放腔21，这两个存放腔21对称设置在机架内部。这两只一致性很好的独立机芯采用螺纹连接的方式与下壳体架17固为一体，为防止螺纹松动，又在机芯的上部加一防松动压紧螺板22，从而保证了夹持方式上的可靠性，由于两只一致性很好的独立机芯对称放于下壳体架17的左右室,机芯一致性很好和对称放置，使得机电转换品质得到了大大提高，从而使得传感器的信噪比得到较大提高，传感器的上壳体13和下壳体米用了隔声材料,这种封闭的隔声方式,极大的抑制了压电对声干扰的响·应，也使得传感器的信噪比得以提高，信噪比的提高又使得机芯的灵敏度提高，线性工作频带变宽，机芯下部的机芯磁铁6与下壳体架17上的下壳体架磁铁19构成ー对反磁场，起到了对机芯限位作用，从而防止机芯过冲时压电片被损坏。本技术还提供了ー种物性型弯曲压电加速度传感器，包括图2所示的机架以及图I所示设置在机架内部的机芯。包括两只一致性很好的独立机芯，机芯主要包括压紧螺环I、间隔垫2、绝缘内衬3、机芯架4、压电陶瓷片5、机芯磁铁6、中心轴7、导电片8、导电片9、绝缘片10、中心紧固螺母11、绝缘外套12，相互间位置关系如图I所示中心轴7、导电片8、9、中心紧固螺母11都成为配重体，压电陶瓷片5可以是一片或多片组合，同时，机芯架4镶有绝缘内衬3，中心轴7与绝缘外套12固为一体，ー个左右対称性很好的下壳体架17，在机芯的下端与下壳体架17上装有一对反极性磁铁(机芯磁铁6以及下壳体架磁铁19)。机电转换元件主要指压电陶瓷片5，也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述物性型弯曲压电加速度传感器机架包括上壳体以及与上壳体固定连接的下壳体；所述下壳体内对称设置有两个用于存放电加速度传感器机芯的存放腔。2.根据权利要求I所述的物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述下壳体包括下壳体壳以及设置在下壳体壳内部的下壳体架；所述存放腔设置在下壳体架内部。3.根据权利要求2所述的物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述存放腔包括设置在与电加速度传感器机芯接触面上的隔音垫。4.根据权利要求I或2或3所述的物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述物性型弯曲压电加速度传感器机架还包括设置在上壳体和下壳体之间的密封圏。5.根据权利要求4所述的物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述物性型弯曲压电加速度传感器机架还包括与上壳体固定连接的防水帽。6.根据权利要求5所述的物性型弯曲压电加速度传感器机架，其特征在于所述上壳体和下壳体均是由隔声材料制成的。7.—种物性型弯曲压电加速度传感器，其特征在于所述物性型弯曲压电加速度传感器包括权利要求1-6任ー权利要求所述的物性型弯曲压电加速度传感器的机架以及设置在机架内部的机芯；所述机芯左右对称设置在机架的存放腔中。8.根据权利要求7所述的物性型弯曲压电加速度传感器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱俚蒽，
申请(专利权)人：朱俚蒽，
类型：实用新型
国别省市：