全文摘要
本实用新型公开了一种压电式自由场压力传感器，包括传感器本体、传感器芯体和信号输出插座，传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，传感器本体一侧表面设置有水平切面，信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，信号输出芯体设置在传感器本体内部，插座本体设置在传感器本体的尾部，插座本体与信号输出芯体相连，传感器本体的中部开设有一通孔，传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且传感器芯体的表面与水平切面齐平，传感器芯体的外壳地线与传感器本体外壳相连，传感器芯体信号输出线与信号输出芯体焊接。本实用新型公开的传感器中的芯体采用高强度不锈钢，刚性强，稳定性好，适用于爆破能量的测试。
主设计要求
1.一种压电式自由场压力传感器，其特征在于：包括传感器本体、传感器芯体和信号输出插座，所述传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，所述传感器本体一侧表面设置有水平切面，所述信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，所述信号输出芯体设置在传感器本体内部，所述插座本体设置在传感器本体的尾部，所述插座本体与信号输出芯体相连，所述传感器本体的中部开设有一通孔，所述传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且所述传感器芯体的表面与水平切面齐平，所述传感器芯体的外壳地线与传感器本体外壳相连，所述传感器芯体信号输出线与信号输出芯体焊接。
设计方案
1.一种压电式自由场压力传感器，其特征在于：包括传感器本体、传感器芯体和信号输出插座，所述传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，所述传感器本体一侧表面设置有水平切面，所述信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，所述信号输出芯体设置在传感器本体内部，所述插座本体设置在传感器本体的尾部，所述插座本体与信号输出芯体相连，所述传感器本体的中部开设有一通孔，所述传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且所述传感器芯体的表面与水平切面齐平，所述传感器芯体的外壳地线与传感器本体外壳相连，所述传感器芯体信号输出线与信号输出芯体焊接。
2.根据权利要求1所述的一种压电式自由场压力传感器，其特征在于：所述传感器芯体的尺寸为φ7.5×7，且所述传感器芯体的外壳为高强度不锈钢。
设计说明书
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种压电式自由场压力传感器。
背景技术
如图1所示，早期的电气石自由场压力传感器敏感面呈鸭嘴形式，是由压电晶体片制作的传感器，晶体片作为敏感面是带胶直接夹持在传感器本体的缺口里，但是这种结构的传感器夹持安装受加工尺寸制约，刚性不能得到保证，由此带来重复性差、频率响应不高、测试波形失真的缺点。另外有一种压阻式自由场压力传感器虽然也可用于压力测试，但由于这种压阻器件自身的缺陷，比如怕光怕高温(这是最大的缺陷，爆炸一定会产生光和温度)、可靠性差，所以这种传感器只能用于爆炸的远场测试，极大限制了压阻自由场传感器的使用范围。
发明内容
为克服现有技术中存在的电气石自由场传感器重复性差、频率响应不高、测试波形失真，而压阻式自由场压力传感器可靠性差也不适用于爆炸测试的问题，本实用新型提供了一种压电式自由场压力传感器。
具体技术方案如下：
一种压电式自由场压力传感器，包括传感器本体、传感器芯体和信号输出插座，所述传感器本体为圆柱体，且头部呈锥形，所述传感器本体一侧表面设置有水平切面，所述信号输出插座包括信号输出芯体和插座本体，所述信号输出芯体设置在传感器本体内部，所述插座本体设置在传感器本体的尾部，所述插座本体与信号输出芯体相连，所述传感器本体的中部开设有一通孔，所述传感器芯体通过螺丝压紧设置在通孔内部，且所述传感器芯体的表面与水平切面齐平，所述传感器芯体的外壳地线与传感器本体外壳相连，所述传感器芯体信号输出线与信号输出芯体焊接。
优选的，所述传感器芯体的尺寸为φ7.5×7，且所述传感器芯体的外壳为高强度不锈钢。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型公开的传感器中的芯体采用高强度不锈钢，将芯体内置到流线型本体上进行爆破能量的测试，刚性强，稳定性好，且感受到的爆炸冲击波反应速度较快，所得数据准确可靠。
附图说明
图1为现有技术中电气石自由场压力传感器的结构示意图；
图2为本实用新型一种压电式自由场压力传感器的主视图；
图3为本实用新型一种压电式自由场压力传感器的截面图；
图4为本实用新型一种压电式自由场压力传感器尾端的结构示意图。
图中，1-传感器本体，2-传感器芯体，3-插座本体，4-信号输出芯体，5-信号输出线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明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发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明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。
本实用新型公开了一种压电式自由场压力传感器，如图2所示，包括传感器本体1、传感器芯体2和信号输出插座，传感器本体1为圆柱体，且头部呈锥形，外形采用符合空气动力学原理的流线形，外形似铅笔式结构。为了爆炸冲击波能无阻尼的掠过传感器敏感部位，如图3所示，传感器本体1一侧表面设置有水平切面，信号输出插座包括信号输出芯体4和插座本体3，信号输出芯体4设置在传感器本体1内部，插座本体3设置在传感器本体1的尾部，插座本体3与信号输出芯体4相连，传感器本体1的中部开设有一通孔，传感器芯体2通过螺丝压紧设置在通孔内部，且传感器芯体2的表面与水平切面齐平，安装时，芯体从开孔处的背后放入，芯体安装要注意的是芯体敏感面要与传感器杆部的平面齐平，这样才能保证传感器在感受爆炸冲击波时无阻尼。传感器芯体2的外壳地线与传感器本体1外壳相连，如图4所示，传感器芯体2的信号输出线5与信号输出芯体4焊接，为了保证压电晶体的高绝缘，信号输出插座采用聚四氟乙烯做绝缘材料。
本实用新型中的传感器芯体2利用压电石英材料做敏感元件，石英是一种良好的压电晶体，具有高绝缘、压电性能稳定、温度特性好的特点。本传感器采用液压动态测试方法进行电荷灵敏度测试，测试是采用专用夹具夹持传感器，进行动态测试。传感器芯体2尺寸为φ7.5×7，芯体外壳采用高强度不锈钢，将芯体内置到流线型本体上，螺丝压紧，它的刚性得到了极大的提高，从而使传感器性能有很大提升。
本实用新型所提供的压电式自由场压力传感器主要技术指标：
电荷灵敏度：120Pc\/MPa；
谐振频率：＞200KHz，传感器的谐振频率＞200KHz以上(由于爆炸测试的频率属于高频率，高谐振频率的传感器能真实反映情况，所有谐振频率是一个重要指标)，该传感器谐振频率达到国内最好水平；
上升时间：2uS，上升时间快，达到2uS，上升时间是爆炸冲击波的指标之一，它所表达的是传感器感受爆炸冲击波的反应速度，测试重复性和稳定性好；
量程：0.1MPa-100MPa。
工作方式：将压电式自由场压力传感器沿轴线方向对准爆心，爆炸时，高速气流无阻尼的从锥形面滑过，再掠过安装在传感器本体1上的敏感面，压电晶体感受压力冲击波，压力信号通过电荷放大器由数据采集器采集记录。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920296849.6
申请日:2019-03-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209706998U
授权时间:20191129
主分类号:G01L5/14
专利分类号:G01L5/14;G01L1/16
范畴分类:31J;
申请人:扬州科动电子有限责任公司
第一申请人:扬州科动电子有限责任公司
申请人地址:225000 江苏省扬州市广陵区渡江南路112号（左岸商务广场）2-206
发明人:何仑
第一发明人:何仑
当前权利人:扬州科动电子有限责任公司
代理人:黄冠华
代理机构:11411
代理机构编号:北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙) 11411
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计