靜電電壓測(cè)試傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種靜電電壓測(cè)試傳感器，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中靜電電壓測(cè)試裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜、需要接觸的問(wèn)題。本實(shí)用新型通過(guò)采用一種靜電電壓測(cè)試傳感器，包括壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片、平板電容器振蕩極、印刷電路板(PCB板)和振梁，其中振梁固定在PCB板上，壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片各有一面與振梁相接，振梁與平板電容器振蕩極相連，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片與交流電壓驅(qū)動(dòng)器相連，壓電陶瓷反饋片與傳感器驅(qū)動(dòng)電路相連的技術(shù)方案較好地解決了上述問(wèn)題，可用于靜電電壓的測(cè)試中。
【專利說(shuō)明】靜電電壓測(cè)試傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種靜電電壓測(cè)試傳感器，尤其適用于油品的靜電電壓測(cè)試。

【背景技術(shù)】
[0002]石油化工行業(yè)的油品輸運(yùn)和裝卸作業(yè)過(guò)程中，油品與管壁、容器壁之間發(fā)生接觸和再分離，極容易帶電。隨著靜電的積聚，油氣空間極易引發(fā)燃燒和爆炸，而靜電是引發(fā)火災(zāi)事故的主要原因。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)油品靜電量，就成為了靜電研究和工業(yè)控制領(lǐng)域十分關(guān)注的前沿課題。
[0003]CN 201310303386.9公開(kāi)了一種非接觸式靜電電壓表校準(zhǔn)裝置及校準(zhǔn)方法，利用直流高壓電源和金屬平板電極，在電極中心附近局部空間獲得標(biāo)準(zhǔn)靜電場(chǎng)，其電壓可溯源到直流電壓標(biāo)準(zhǔn)，采用加重邊緣效應(yīng)的試驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)金屬平板電極的邊緣效應(yīng)。承載金屬平板電極的玻璃平板支架和保護(hù)電阻減少人員被電擊的危險(xiǎn)，垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)被校準(zhǔn)表的測(cè)試距離，采用可拆卸的游標(biāo)卡尺，便于溯源。
[0004]現(xiàn)有靜電電壓測(cè)試設(shè)備均設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且為接觸式，本實(shí)用新型有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中靜電電壓測(cè)試裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜、需要接觸的問(wèn)題，提供一種新的靜電電壓測(cè)試傳感器。該傳感器用于靜電電壓的測(cè)試中，具有靜電電壓測(cè)試裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、不需要接觸的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種靜電電壓測(cè)試傳感器，包括壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片、平板電容器振蕩極、印刷電路板(PCB板)和振梁，其特征在于振梁固定在PCB板上，壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片各有一面與振梁相接，振梁與平板電容器振蕩極相連，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片與交流電壓驅(qū)動(dòng)器相連，壓電陶瓷反饋片與傳感器驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述振梁焊接在PCB板上。
[0008]壓電陶瓷在外電場(chǎng)的作用下，會(huì)因變形而發(fā)生諧振。諧振的基波頻率與陶瓷片厚度、陶瓷半徑、壓電陶瓷片和金屬振動(dòng)片的合成密度等有關(guān)。把壓電陶瓷做成電容器的一個(gè)極板，在外電場(chǎng)存在的情況下，外電場(chǎng)對(duì)壓電陶瓷的作用，使極板間距隨之變化，因而電容C(t)不斷變化。在量電容極板間的電壓U—定的情況下，極板上的電荷Q (t)便隨電容C(t)的變化而變化，就獲得一個(gè)交變的弱電流信號(hào)，再利用微弱信號(hào)檢測(cè)電路對(duì)此電流放大產(chǎn)生電壓輸出。其原理可由下式說(shuō)明:
[0009]U = Q(t)/C(t)
[0010]Q(t)的變化導(dǎo)致兩極板間電荷的相互移動(dòng)，從而形成電流，對(duì)同一傳感器(即C(t)給定)來(lái)說(shuō)，電流的大小即反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也反映了靜電的電壓值。
[0011]本專利利用壓電陶瓷的壓電特性，通過(guò)非接觸的電場(chǎng)耦合，檢測(cè)靜電電壓，適用于石化企業(yè)里油品存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程中油罐內(nèi)及管道內(nèi)油品的靜電在線檢測(cè)，取得了較好的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型所述傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1中，I為壓電陶瓷反饋片；2為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片；3為振梁；4為平板電容器振蕩極。
[0014]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0015]【實(shí)施例1】
[0016]一種靜電電壓測(cè)試傳感器，如圖1所示，包括壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片、平板電容器振蕩極、PCB板和振梁，其特征在于振梁固定在PCB板上，壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片各有一面與振梁相接，振梁與平板電容器振蕩極相連，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片與交流電壓驅(qū)動(dòng)器相連，壓電陶瓷反饋片與傳感器驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0017]為使傳感器有效工作，振梁必須處于良好的受夾狀態(tài)；振梁焊接于PCB板至測(cè)量電路的地端。該傳感器利用了壓電陶瓷的壓電特性，其工作過(guò)程為:交流電壓加在壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片，使振梁振動(dòng)(壓電陶瓷在交變電場(chǎng)作用下通過(guò)逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng))，從而引起壓電陶瓷反饋片形變產(chǎn)生同頻率的交流反饋信號(hào)供傳感器驅(qū)動(dòng)電路作正反饋(通過(guò)壓電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能)及用于正負(fù)靜電的判別，平板電容器的振蕩極接收振動(dòng)且振幅最大，與平板電容的另一靜止極形成極板距離交變(即電容值交變)。電容值改變導(dǎo)致極板上電荷的改變，于是產(chǎn)生了交變的電流信號(hào)。電流的大小即反映了電場(chǎng)的強(qiáng)弱，也反映了靜電的電壓值。
【權(quán)利要求】
1.一種靜電電壓測(cè)試傳感器，包括壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片、平板電容器振蕩極、印刷電路板(PCB板)和振梁，其特征在于振梁固定在PCB板上，壓電陶瓷反饋片、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片各有一面與振梁相接，振梁與平板電容器振蕩極相連，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)片與交流電壓驅(qū)動(dòng)器相連，壓電陶瓷反饋片與傳感器驅(qū)動(dòng)電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述靜電電壓測(cè)試傳感器，其特征在于所述振梁焊接在PCB板上。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK204008809SQ201420397792
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】孟鶴, 孫立富, 李義鵬, 宮宏, 劉全楨, 張?jiān)婆? 劉娟 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院