專利名稱：一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程應(yīng)用的振動(dòng)與沖擊共振解調(diào)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明人此前提出過多項(xiàng)關(guān)于振動(dòng)沖擊檢測(cè)的傳感器技術(shù)專利，例如200710036156. 5 一種磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器200710036153.1 一種寬頻帶電荷放大器及其設(shè)計(jì)方法01233313.1溫度振動(dòng)數(shù)模復(fù)合傳感器

200720062217. O 一種同時(shí)檢測(cè)水平振動(dòng)和垂直振動(dòng)與沖擊的復(fù)合傳感器200810200735. 3 一種檢測(cè)振動(dòng)沖擊的廣義共振復(fù)合傳感器200720065122. 4磁性安裝的振動(dòng)沖擊傳感器以上述這些已申請(qǐng)的專利技術(shù)構(gòu)成的檢測(cè)振動(dòng)沖擊的復(fù)合傳感器，解決了在較為理想條件下和有限需求條件下的振動(dòng)、沖擊檢測(cè)問題。在軌道交通、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域故障診斷所需求的振動(dòng)沖擊傳感器，不同于實(shí)驗(yàn)室用的和固定機(jī)械檢測(cè)的傳感器，惡劣的使用環(huán)境對(duì)它提出了更為嚴(yán)格的要求例如為了適應(yīng)在惡劣環(huán)境下可靠使用，要求傳感器的電纜和電纜夾具十分堅(jiān)固，由此而使用的直徑很粗的電纜和傳感器的更大的電纜夾具，使得傳感器的電纜輸出端變得又大又沉重；由于工程現(xiàn)場(chǎng)提供的安裝傳感器的空間限制，卻要求傳感器的體積、質(zhì)(重)量和外廓尺寸充分減小，這就帶來了傳感器的外廓結(jié)構(gòu)的剛性下降、電纜輸出端相對(duì)機(jī)器上的安裝端線頭重腳輕的問題。力學(xué)分析證明這樣的傳感器必然存在頻率較低的結(jié)構(gòu)共振，使得期望傳感器具有良好的低頻平坦頻率響應(yīng)以實(shí)現(xiàn)低頻振動(dòng)測(cè)量和以高頻廣義共振峰實(shí)現(xiàn)沖擊共振解調(diào)檢測(cè)的要求難以實(shí)現(xiàn)。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，葉輪的轉(zhuǎn)速范圍是有9 20r/min,所引起的振動(dòng)頻率低達(dá)
O.15Hz^0. 33Hz ;發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1800r/min，頻率30Hz，但其驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合振動(dòng)頻率則達(dá)到30*22=660Hz ;軌道交通車輛低速運(yùn)行速度于10km/h時(shí)，直徑1. 25m的車輪引起的振動(dòng)頻率僅O. 7Hz，高速運(yùn)行速度達(dá)500km/h，直徑1. 25m的車輪振動(dòng)頻率達(dá)到36Hz，而驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合振動(dòng)頻率則達(dá)到3. 6kHz，直徑O. 84m的車輪振動(dòng)頻率達(dá)到53Hz，而驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合振動(dòng)頻率則達(dá)到5. 3kHz。上述計(jì)算表明對(duì)于傳感器的振動(dòng)測(cè)量頻帶達(dá)到O. 15Hz飛.3kHz。按照國(guó)際慣例規(guī)定的通頻帶范圍是增益波動(dòng)3dB的頻率范圍，本發(fā)明提出的要求是通頻帶范圍是增益波動(dòng)IdB的頻率范圍，同時(shí)要求傳感器具有頻率20kHz、增益20dB的高頻廣義共振峰，以滿足實(shí)現(xiàn)沖擊共振解調(diào)檢測(cè)的要求。設(shè)按照上述要求設(shè)計(jì)的傳感器內(nèi)置的彈簧質(zhì)量廣義共振諧振系統(tǒng)的諧振器組件的諧振質(zhì)量M2=3g，彈性元件的彈簧剛度K2=47500000N/m，設(shè)置的諧振阻尼n238Ns/m，如附圖1。則諧振器組件的諧振質(zhì)量M2具有以下諧振特性諧振器組件的諧振質(zhì)量M2的固有諧振頻率為20kHz，增益為20dB，0到IOkHz以內(nèi)平坦，在5. 3kHz處的增益為O. 63dB，滿足設(shè)計(jì)要求，如附圖2。設(shè)該傳感器安裝在傳感器底座上的外殼和電纜夾具以及電纜的質(zhì)量為外殼組件的上蓋質(zhì)量M3=100g，為了在傳感器內(nèi)部安裝上述諧振系統(tǒng)和電路板而將傳感器的外殼厚度控制在Imm左右，則其僅有很低的外殼剛度K3=600000N/m，外殼阻尼n3=3Ns/m，如附圖1。則外殼組件的上蓋質(zhì)量M3具有以下諧振特性外殼組件的上蓋質(zhì)量M3的固有諧振頻率為389. 9Hz，增益為38. 23dB，如附圖2。理想情況下，傳感器底座質(zhì)量Ml充分理想地(如附圖3)連接到機(jī)器MO時(shí)，可以將傳感器底座和機(jī)器看成一個(gè)整體，設(shè)傳感器底座連同機(jī)器的總質(zhì)量Ml+M0=100kg，則諧振器組件的諧振質(zhì)量M2對(duì)機(jī)器振動(dòng)沖擊的響應(yīng)是理想的在O到5. 3kHz以內(nèi)有平坦的、5. 3kHz處最大增益為O. 64dB的振動(dòng)頻率響應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶的振動(dòng)監(jiān)測(cè)；在20kHz有增益為20dB的廣義共振響應(yīng)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊的廣義共振變換提取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)共振解調(diào)監(jiān)測(cè)，如附圖4。同時(shí)外殼組件的上蓋質(zhì)量M3的諧振特性也未發(fā)生變化(如附圖4)。當(dāng)傳感器未理想連接到機(jī)器上時(shí)，由于相對(duì)傳感器底座質(zhì)量M1，外殼組件的上蓋質(zhì)量M3的質(zhì)量不可忽略，即便設(shè)傳感器底座質(zhì)量Ml高達(dá)lOOOg，如附圖5，仍會(huì)在傳感器底座質(zhì)量Ml上產(chǎn)生不可忽略的傳感器底座質(zhì)量Ml與外殼組件的上蓋質(zhì)量M3互相作用的頻率特性，且此頻率特性會(huì)傳遞到諧振系統(tǒng)的諧振質(zhì)量M2，使得諧振系統(tǒng)的諧振質(zhì)量M2振動(dòng)沖擊之響應(yīng)發(fā)生嚴(yán)重的變化，如附圖6 :傳感器的用于檢測(cè)沖擊進(jìn)行廣義共振變換的主諧振為20kHz和20. 81dB增益，尚屬合格；但傳感器的通帶范圍下降到295Hz，在389. 9Hz出現(xiàn)-17. 41dB的零點(diǎn)，在409. 3Hz出現(xiàn)17. 95dB的諧振峰，完全破壞了檢測(cè)低頻振動(dòng)所需的在5. 3kHz以下的頻帶內(nèi)有增益為OdB和不大于IdB的通帶波動(dòng)的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)使用經(jīng)典的設(shè)計(jì)方式的用標(biāo)稱值M315的雙頭螺栓將上述傳感器底座連接到機(jī)器上時(shí)，由于連接螺栓kl和傳感器底座質(zhì)量Ml形成了新的彈性質(zhì)量系統(tǒng)，如附圖7，在傳感器底座質(zhì)量Ml上產(chǎn)生了頻率為9. 268kHz，增益為37. 41dB的諧振，此諧振傳遞到諧振系統(tǒng)M2，在9. 268kHz出現(xiàn)39. 5dB的諧振峰，并使2. 8kHz之后的增益超過ldB，如附圖8。即便在不存在上述傳感器底座連接影響的前提下，即假定傳感器底座與IOOkg的機(jī)器良好地剛性連接時(shí)，由于直接將緊固于傳感器上蓋的粗輸出電纜連接到電路板和諧振器組件，而存在從上蓋到內(nèi)部的諧振器組件的剛度較高的內(nèi)電纜剛度連接，如附圖9，設(shè)內(nèi)電纜剛度K41 = 700000N/m,則會(huì)引起諧振組件的諧振質(zhì)量M2輸出的頻率響應(yīng)變化為存在570. 2Hz的6. 276dB的諧振峰和576. 8Hz的-6. 48dB的零點(diǎn)，破壞了所需的在
5.3kHz以下的頻帶內(nèi)頻率響應(yīng)偏差不低于IdB的要求，如附圖10-2 ;而主諧振峰則變化到20. 14kHz 19. 82dB，基本符合設(shè)計(jì)要求，如附圖10-1。因此，使用經(jīng)典的標(biāo)稱值M315雙頭螺栓連接和內(nèi)部用傳感器輸出的粗電纜與諧振器組件連接的傳感器，并不因使用了 200710036153.1 一種寬頻帶電荷放大器及其設(shè)計(jì)方法等專利技術(shù)而能獲得良好的低頻振動(dòng)檢測(cè)功能，為了獲得合格的低頻振動(dòng)檢測(cè)功能，而需要解決傳感器底座對(duì)機(jī)器因沒有高剛度連接和傳感器內(nèi)部由于連接電纜具有較高剛度所致的頻率響應(yīng)問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，解決傳感器底座沒有與機(jī)器高剛度連接而傳感器內(nèi)部由于連接電纜具有較高剛度所致的頻率響應(yīng)問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，含有螺栓的底座I和固定在底座I上的上蓋2，以及固定在所述底座I和所述上蓋2形成的空間內(nèi)的諧振器組件4和安裝有申請(qǐng)?zhí)枮?00710036153.1 一種寬頻帶電荷放大器及其設(shè)計(jì)方法電路的柔性PCB5 ;所述諧振器組件4通過標(biāo)稱值M2. 513的螺栓固定在所述底座I上；所述柔性PCB5固定在所述諧振器組件4上方且與所述諧振器組件4電連接；所述底座I下端設(shè)有安裝溫度敏感器件11的開孔13，所述底座I 一側(cè)設(shè)有貫穿所述底座I上端和開孔13的引線孔14，所述溫度敏感器件11通過引線與所述柔性PCB5下端連接；所述柔性PCB5上端連接有用于傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3，所述傳感器電纜3 —端固定在所述上蓋2內(nèi)，另一端伸出所述上蓋2 ;所述上蓋2與傳感器電纜3連接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。所述底座I由一塊整體材料(如鋼材、鈦合金、鈹合金、金屬陶瓷等)加工而成；所述底座I下部含有標(biāo)稱值M8116螺栓，螺栓上端續(xù)接倒錐形，倒錐形上部續(xù)接圓柱形平臺(tái)，倒錐形上端直徑大于螺栓直徑；所述M8116螺栓底部設(shè)有開孔13，所述溫度敏感器件11固定在開孔13內(nèi)，開孔13開口端用底蓋12密封。所述密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋7，和所述壓蓋7內(nèi)部從下至上固定的螺母17、密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和傳感器電纜3的保護(hù)套管9 ;所述壓蓋7下端固定在所述上蓋2上；所述固定有螺母17、密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3的保護(hù)套管9均套在所述傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3上；所述密封膠圈6、銅扣
8、止動(dòng)圈15和傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3的保護(hù)套管9均由所述螺母17向上壓緊在所述壓蓋7內(nèi)部；所述壓蓋7外套有護(hù)套16。所述密封結(jié)構(gòu)通過螺母17將所述密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和保護(hù)套管9向上壓緊在所述壓蓋7內(nèi)部，將傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3鎖緊并固定在壓蓋7上；再通過所述壓蓋7下端固定在上蓋2上端，使所述傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3通過固定在上蓋2上。所述底座I的螺栓的尺寸為標(biāo)稱值M12_6g。所述柔性PCB5，直接與所述溫度敏感器件11和所述諧振器組件4連接；所述柔性PCB5包括一個(gè)用于連接所述溫度敏感器件的第一連接部52，兩個(gè)用于連接所述諧振器組件的第二連接部53，一個(gè)用于連接所述傳感器電纜3的第三連接部54，一個(gè)用于安裝電路器件的第四連接部55，和起到連接線作用的、將所述第一連接部52、第二連接部53、第三連接部54分別連接到第四連接部55的第五連接部51 ;所述第五連接部51采用雙層PCB結(jié)構(gòu)，一層用于信號(hào)傳遞，另一層用于電氣屏蔽；所述第五連接部51在折彎處開有防撕孔56 ；所述第三連接部54和第四連接部55之間的第五連接部51采用C形結(jié)構(gòu)57，使第三連接部54的平面能夠相對(duì)第四連接部55的平面垂向移動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為本發(fā)明通過傳感器底座與機(jī)器高剛度連接耦合和傳感器內(nèi)部諧振器組件通過柔性PCB對(duì)電纜的低剛度連接，有效地保障了傳感器的寬闊的低頻振動(dòng)檢測(cè)的頻率范圍，保證了進(jìn)行沖擊共振解調(diào)檢測(cè)必須的諧振器組件的高頻廣義共振穩(wěn)定性。為軌道交通、風(fēng)力發(fā)電和其他機(jī)械故障診斷提供了一種高可靠性和實(shí)用性的工程化振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)途徑。


圖1 (a)為諧振組件的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖1 (b)為外殼組件的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖2為諧振組件和外殼組件的頻率特性圖；圖3為傳感器底座理想連接機(jī)器的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖4為傳感器底座理想連接機(jī)器的傳感器頻率特性圖；圖5為傳感器底座不包括機(jī)器質(zhì)量的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖6為傳感器底座不包括機(jī)器質(zhì)量的傳感器頻率特性圖；圖7為使用經(jīng)典M315的雙頭螺栓將傳感器底座連接到機(jī)器的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖8為使用經(jīng)典M3 M5的雙頭螺栓將傳感器底座連接到機(jī)器的傳感器頻率特性圖；圖9為傳感器底座包括機(jī)器質(zhì)量、內(nèi)電纜剛度高的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖10-1為傳感器底座包括機(jī)器質(zhì)量、內(nèi)電纜剛度高的傳感器高頻傳輸特性圖；圖10-2為傳感器底座包括機(jī)器質(zhì)量、內(nèi)電纜剛度高的傳感器低頻傳輸特性圖；圖11為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明一實(shí)施例柔性PCB示意圖；圖13-1為經(jīng)典設(shè)計(jì)方式的傳感器彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖13-2為經(jīng)典設(shè)計(jì)方式的傳感器傳輸特性圖；圖14-1為本發(fā)明設(shè)計(jì)方式的傳感器彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖14-2為本發(fā)明設(shè)計(jì)方式的傳感器高頻傳輸特性圖；圖14-3為本發(fā)明設(shè)計(jì)方式的傳感器低頻傳輸特性圖；圖15-1為考慮螺栓剛度的經(jīng)典方式的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖15-2為考慮螺栓剛度的經(jīng)典方式的傳感器高頻傳輸特性圖；圖15-3為考慮螺栓剛度的經(jīng)典方式的傳感器低頻傳輸特性圖；圖16-1為考慮傳感器底座連接剛度的本發(fā)明方式的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)等效圖；圖16-2為考慮傳感器底座連接剛度的本發(fā)明方式的傳感器高頻傳輸特性圖；圖16-3為考慮傳感器底座連接剛度的本發(fā)明方式的傳感器低頻傳輸特性圖；圖17為本發(fā)明一實(shí)施例傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為傳感器內(nèi)部諧振組件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖11所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括含有螺栓的底座I和固定在底座I上的上蓋2，以及固定在所述底座I和所述上蓋2形成的空間內(nèi)的諧振器組件4和柔性PCB5 ;所述諧振器組件4通過標(biāo)稱值M2. 5"M3的螺栓固定在所述底座I上；所述柔性PCB5固定在所述諧振器組件4上方且與所述諧振器組件4電連接；所述底座I下端設(shè)有安裝溫度敏感器件11的開孔13，所述底座I 一側(cè)設(shè)有貫穿所述底座I上端和開孔13的引線孔14，所述溫度敏感器件11通過引線與所述柔性PCB5下端連接；所述柔性PCB5上端連接有用于傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3，所述傳感器電纜3 —端固定在所述上蓋2內(nèi)，另一端伸出所述上蓋
2;所述上蓋2與傳感器電纜3連接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。所述底座I由一塊整體材料(如鋼材、鈦合金、鈹合金、金屬陶瓷等)加工而成；所述底座I下部含有標(biāo)稱值M8116螺栓，螺栓上端續(xù)接倒錐形，倒錐形上部續(xù)接圓柱形平臺(tái)，倒錐形上端直徑大于螺栓直徑；所述M8116螺栓底部設(shè)有開孔13，所述溫度敏感器件11固定在開孔13內(nèi)，開孔13開口端用底蓋12密封。所述密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋7，和所述壓蓋7內(nèi)部從下至上固定的螺母17、密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和傳感器電纜3的保護(hù)套管9 ;所述壓蓋7下端固定在所述上蓋2上；所述固定有螺母17、密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3的保護(hù)套管9均套在所述傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3上；所述密封膠圈6、銅扣
8、止動(dòng)圈15和傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3的保護(hù)套管9均由所述螺母17向上壓緊在所述壓蓋7內(nèi)部；所述壓蓋7外套有護(hù)套16。所述密封結(jié)構(gòu)通過螺母17將所述密封膠圈6、銅扣8、止動(dòng)圈15和保護(hù)套管9向上壓緊在所述壓蓋7內(nèi)部，將傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3鎖緊并固定在壓蓋7上；再通過所述壓蓋7下端固定在上蓋2上端，使所述傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜3通過固定在上蓋2上。本發(fā)明的柔性PCB上的 第四連接部55的電路采用申請(qǐng)?zhí)枮?00710036153.1 一種寬頻帶電荷放大器及其設(shè)計(jì)方法電路；所述柔性PCB5直接與所述溫度敏感器件11、所述諧振器組件4連接；所述柔性PCB5包括一個(gè)用于連接所述溫度敏感器件的第一連接部52，兩個(gè)用于連接所述諧振器組件的第二連接部53，一個(gè)用于連接所述傳感器電纜3的第三連接部54，一個(gè)用于安裝電路器件的第四連接部55，和起到連接線作用的、將所述第一連接部52、第二連接部53、第三連接部54分別連接到第四連接部55的第五連接部51 ;所述第五連接部51采用雙層PCB結(jié)構(gòu)，一層用于信號(hào)傳遞，另一層用于電氣屏蔽；所述第五連接部51在折彎處開有防撕孔56 ;所述第三連接部54和第四連接部55之間的第五連接部51采用C形結(jié)構(gòu)57，使第三連接部54的平面能夠相對(duì)第四連接部55的平面垂向移動(dòng)。所述諧振組件4，如附圖18，在底座2上，依次放置第一絕緣片43、柔性PCB的第二電路連接部53第一部分、壓電陶瓷44、柔性PCB的第二電路連接部53第二部分、第二絕緣片46、質(zhì)量塊42，用套有絕緣套管45的螺紋直徑為2. 5^3mm的螺釘41，通過上述零件中心的孔以大于質(zhì)量塊M的重力200倍的壓緊力，將上述零件緊固在底座I上。螺釘41的螺桿拉伸剛度K遠(yuǎn)低于其它零件的剛度而決定諧振組件的剛度，質(zhì)量塊42的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于其它零件的質(zhì)量而決定了諧振組件的質(zhì)量，絕緣片43的阻尼遠(yuǎn)大于其它零件的阻尼而決定諧振組件的阻尼，由此構(gòu)成諧振組件的諧振系統(tǒng)3要素。所述溫度敏感器件11，可以使用公知的電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、TI公司的LM系列溫度傳感器和TMP系列溫度傳感器，以及DS18B20、AD590等。本發(fā)明用于在軌道交通、風(fēng)力發(fā)電和其他工程領(lǐng)域檢測(cè)振動(dòng)沖擊和溫度。在工程領(lǐng)域，為了防止電纜折斷、拉斷、磨損、振動(dòng)疲勞破壞、高溫老化和電氣干擾而必須提高可靠性，傳感器的電纜必須使用直徑較粗大、外部帶有氟塑料絕緣、內(nèi)部帶有屏蔽保護(hù)層、多條傳輸電線也采用氟塑料絕緣套管包裹的堅(jiān)固電纜；為了牢固地將傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜密封地固定在傳感器上，該傳感器的上蓋必須帶有堅(jiān)固、牢靠、密封的夾具；由此使得傳感器上蓋的夾具部分質(zhì)量與電纜質(zhì)量變得很大，統(tǒng)稱為外殼組件的上蓋質(zhì)量M3 ;而由于上蓋內(nèi)部需要預(yù)留盡量大的空間以便容納安裝在傳感器底座上的諧振器組件以及安裝有電子電路的PCB，而將上蓋的下部加工成壁厚約1_的圓筒外殼，進(jìn)而大幅度地降低了上蓋的外殼剛度K3，其外殼阻尼n3=3Ns/m卻很??；結(jié)果，上蓋質(zhì)量M3與傳感器底座質(zhì)量Ml及外殼剛度K3和外殼阻尼n3組成了外部諧振系統(tǒng)，其諧振頻率是
權(quán)利要求
1.一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，其特征在于，包括含有螺栓的底座(I)和固定在底座(I)上的上蓋(2)，以及固定在所述底座(I)和所述上蓋(2)形成的空間內(nèi)的諧振器組件(4)和柔性PCB (5);所述諧振器組件(4)通過標(biāo)稱值M2. 513的螺栓固定在所述底座(I)上；所述柔性PCB (5)固定在所述諧振器組件(4)上方且與所述諧振器組件(4)電連接；所述底座(I)下端設(shè)有安裝溫度敏感器件(11)的開孔(13)，所述底座(I) 一側(cè)設(shè)有貫穿所述底座(I)上端和開孔(13)的引線孔(14)，所述溫度敏感器件(11)與所述柔性PCB (5)下端連接；所述柔性PCB (5)上端連接有用于傳感器供電和輸出信號(hào)的傳感器電纜(3 )，所述傳感器電纜(3 ) —端固定在所述上蓋(2 )內(nèi)，另一端伸出所述上蓋(2 );所述上蓋(2 )與傳感器電纜(3 )連接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，其特征在于，所述底座(I)由一塊整體材料加工而成；所述底座(I)下部含有標(biāo)稱值M8116的螺栓，所述螺栓上端續(xù)接倒錐形，所述倒錐形上部續(xù)接圓柱形平臺(tái)，所述倒錐形上端直徑大于螺栓直徑；所述M8116螺栓底部設(shè)有開孔(13)，所述溫度敏感器件(11)固定在開孔(13)內(nèi)，所述開孔(13)的開口端用底蓋(12)密封；所述底座(I)上部圓柱形平臺(tái)中心含有標(biāo)稱值M2. 5^M3的用來安裝諧振組件(4)的螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋(7)，和從下至上依次固定在所述壓蓋(7)內(nèi)部的螺母(17)、密封膠圈(6)、銅扣(8)、止動(dòng)圈(15)和所述傳感器電纜(3)的保護(hù)套管(9);所述壓蓋(7)下端固定在所述上蓋(2)上；所述螺母(17)、密封膠圈(6)、銅扣(8)、止動(dòng)圈(15)和保護(hù)套管(9)均套在所述傳感器電纜(3)上；所述螺母(17)向上壓緊密封膠圈(6)、銅扣(8)、止動(dòng)圈(15)和保護(hù)套管(9)，將傳感器電纜(3)鎖緊并固定在壓蓋(7)上；所述壓蓋(7)和伸出所述上蓋(2)之外的傳感器電纜(3)外套有護(hù)套(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，其特征在于，所述柔性PCB (5)包括一個(gè)用于連接所述溫度敏感器件的第一連接部(52)，兩個(gè)用于連接所述諧振器組件的第二連接部(53)，一個(gè)用于連接所述傳感器電纜(3)的第三連接部(54)，一個(gè)用于安裝電路器件的第四連接部(55)，和起到連接線作用的、將所述第一連接部(52)、第二連接部(53)、第三連接部(54)分別連接到第四連接部(55)的第五連接部(51);所述第五連接部(51)采用雙層PCB結(jié)構(gòu)，一層用于信號(hào)傳遞，另一層用于電氣屏蔽；所述第五連接部(51)在折彎處開有防撕孔(56);所述第三連接部(54)和第四連接部(55)之間的第五連接部(51)采用C形結(jié)構(gòu)(57)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善低頻特性的振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器，通過傳感器底座與機(jī)器高剛度連接耦合和通過柔性PCB對(duì)傳感器內(nèi)部諧振器組件和電纜的低剛度連接，有效地保障了傳感器的寬闊的低頻振動(dòng)檢測(cè)的頻率范圍和保證了進(jìn)行沖擊共振解調(diào)檢測(cè)必須的諧振器組件的高頻廣義共振穩(wěn)定性，為軌道交通、風(fēng)力發(fā)電和其他機(jī)械故障診斷提供了一種高可靠性和實(shí)用性的工程化振動(dòng)沖擊復(fù)合傳感器及其機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)途徑。
文檔編號(hào)G01D11/26GK103063384SQ20121055870
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者唐德堯, 張弸 申請(qǐng)人:唐德堯