本發(fā)明涉及傳感器技術領域，具體涉及具有熱電保護的加速度傳感器。

背景技術：

經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，壓電加速度傳感器的材料、結構設計和工藝都有了很大的進步。這些對改善傳感器的性能起到了至關重要的作用。

加速度檢測是基于測試儀器檢測質量敏感加速度產(chǎn)生慣性力的測量，是一種全自主的慣性測量，加速度檢測廣泛應用于航天、航空和航海的慣性導航系統(tǒng)以及運載武器的制導系統(tǒng)中，在振動試驗、地震監(jiān)測、爆破工程、地基測量、地礦等領域也有廣泛應用。

加速度傳感器的種類繁多，大致分為壓電式、壓阻式、應變式、電容式、振梁式等。壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計，它屬于慣性式傳感器，利用某些物質如石英晶體的壓電效應，在加速度計受振時，質量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。

現(xiàn)有技術中的壓電式加速度傳感器容易受到溫度環(huán)境的影響，環(huán)境溫度變化將使壓電材料的壓電常數(shù)d、介電常數(shù)ε、電阻率ρ和彈性系數(shù)k等機電特性參數(shù)發(fā)生變化。d和k的變化將影響傳感器的輸出靈敏度；ε和ρ的變化會導致時間常數(shù)τ＝rc的變化，從而使傳感器的低頻響應變壞。

另外，常用的壓電式加速度傳感器是由預壓彈簧、質量塊、基座、壓電元件和外殼組成，質量塊粘到裝在中心支柱上的壓電元件上。由于粘膠劑會隨溫度的增高而變軟，因此其工作溫度受到限制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供具有熱電保護的加速度傳感器，解決采用粘膠劑連接的壓電式加速計受溫度影響大的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

具有熱電保護的加速度傳感器，包括圓柱形的殼體，所述殼體內(nèi)設置有質量塊、壓電晶片，所述質量塊和壓電晶片均安裝在環(huán)形支柱上，在質量塊與壓電晶片之間還設置有若干個螺紋連接柱，在質量塊朝向壓電晶片的端面還開有與螺紋連接柱等數(shù)量的孔槽，所述孔槽以環(huán)形支柱的中心線為軸線呈環(huán)形設置，所述螺紋連接柱的一端與壓電晶片固定、另一端置于孔槽內(nèi)，在孔槽內(nèi)還設置有彈簧，所述彈簧套在螺紋連接柱上，彈簧內(nèi)徑與螺紋連接柱的外徑等大、外徑與孔槽的內(nèi)徑等大。進一步的，現(xiàn)有技術中的質量塊與壓電晶片通常采用粘膠劑固定在一起，但隨著溫度的升高，粘膠劑會變軟融化，使得質量塊、壓電晶片之間的緊固力變差。本發(fā)明設計了一種新的固定方式，質量塊與壓電晶片通過螺紋連接柱、彈簧和孔槽配合的方式連接，使得質量塊與壓電晶片在震動過程中可連接的更加緊密，工作溫度不受影響。具體原理為：彈簧套在螺紋連接柱上，彈簧內(nèi)徑與螺紋連接柱外徑等大、外徑與孔槽的內(nèi)徑等大，該結構使得質量塊與壓電晶片固定為一體，不易脫落；加速度計受振時，質量塊也受到震動，置于孔槽內(nèi)的螺紋連接柱與彈簧之間、彈簧與孔槽之間也產(chǎn)生相對摩擦力，彈簧受到摩擦力吸熱膨脹，使得彈簧與螺紋連接柱之間、彈簧與孔槽之間的緊固力更強，更不易脫落?？撞垡原h(huán)形支柱的中心線為軸線呈環(huán)形設置，還保證了質量塊與壓電晶片之間連接的穩(wěn)定性。

在螺紋連接柱上還套有防滑環(huán)，所述防滑環(huán)位于孔槽和壓電晶片之間。進一步的，防滑環(huán)用于進一步保護孔槽內(nèi)的彈簧，避免彈簧在意外脫離處孔槽時損傷壓電晶片；同時，防滑環(huán)也起到限位作用，將彈簧限制在孔槽內(nèi)，增強固定結構的穩(wěn)定性。

還包括吸熱層，所述吸熱層沿殼體內(nèi)壁均勻設置。進一步的，壓電式加速度傳感器在震動過程中，內(nèi)部器件會發(fā)熱，設置在殼體內(nèi)壁的吸熱層將熱量吸收，以降低殼內(nèi)空腔的溫度，避免了壓電材料的壓電常數(shù)d、介電常數(shù)ε、電阻率ρ和彈性系數(shù)k等機電特性參數(shù)受高溫而發(fā)生變化的問題。

還包括散熱片，所述散熱片沿殼體的周向方向均勻設置。進一步的，吸熱層將熱量吸收傳遞到殼體上，散熱片用于將殼體上的熱量散發(fā)出去。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明具有熱電保護的加速度傳感器，質量塊與壓電晶片通過螺紋連接柱、彈簧和孔槽配合的方式連接，使得質量塊與壓電晶片在震動過程中可連接的更加緊密，工作溫度不受影響；吸熱層和散熱片配合作用，可保持殼體內(nèi)部空腔的溫度保持在良好狀態(tài)，延長壓電器件的使用壽命。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成

本技術：
的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明質量塊與壓電晶片固定處的結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-殼體，2-質量塊，3-壓電晶片，4-環(huán)形支柱，5-螺紋連接柱，6-孔槽，7-彈簧，8-防滑環(huán)，9-吸熱層，10-散熱片。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1、2所示，本發(fā)明具有熱電保護的加速度傳感器，包括圓柱形的殼體1，所述殼體1內(nèi)設置有質量塊2、壓電晶片3，所述質量塊2和壓電晶片3均安裝在環(huán)形支柱4上，在質量塊2與壓電晶片3之間還設置有3個螺紋連接柱5，在質量塊2朝向壓電晶片3的端面還開有與螺紋連接柱5等數(shù)量的孔槽6，所述孔槽6以環(huán)形支柱4的中心線為軸線呈環(huán)形設置，所述螺紋連接柱5的一端與壓電晶片3固定、另一端置于孔槽6內(nèi)，在孔槽6內(nèi)還設置有彈簧7，所述彈簧7套在螺紋連接柱5上，彈簧7內(nèi)徑與螺紋連接柱5的外徑等大、外徑與孔槽6的內(nèi)徑等大。在螺紋連接柱5上還套有防滑環(huán)8，所述防滑環(huán)8位于孔槽6和壓電晶片3之間。防滑環(huán)8采用二氧化硅硅片制成。通過以上結構解決了采用粘膠劑連接的壓電式加速計受溫度影響大的問題。

實施例2

如圖1所示，本發(fā)明具有熱電保護的加速度傳感器，在實施例1的基礎上，還包括吸熱層9，所述吸熱層9沿殼體1內(nèi)壁均勻設置。還包括散熱片10，所述散熱片10沿殼體1的周向方向均勻設置。吸熱層9采用鋁陽極氧化液涂抹在殼體1內(nèi)壁上制成。吸熱層和散熱片配合作用，可保持殼體內(nèi)部空腔的溫度保持在良好狀態(tài)，不僅避免了壓電材料的壓電常數(shù)d、介電常數(shù)ε、電阻率ρ和彈性系數(shù)k等機電特性參數(shù)受高溫而發(fā)生變化的問題，還延長壓電器件的使用壽命。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了具有熱電保護的加速度傳感器，包括圓柱形的殼體，所述殼體內(nèi)設置有質量塊、壓電晶片，所述質量塊和壓電晶片均安裝在環(huán)形支柱上，在質量塊與壓電晶片之間還設置有若干個螺紋連接柱，在質量塊朝向壓電晶片的端面還開有與螺紋連接柱等數(shù)量的孔槽，所述孔槽以環(huán)形支柱的中心線為軸線呈環(huán)形設置，所述螺紋連接柱的一端與壓電晶片固定、另一端置于孔槽內(nèi)，在孔槽內(nèi)還設置有彈簧，所述彈簧套在螺紋連接柱上，彈簧內(nèi)徑與螺紋連接柱的外徑等大、外徑與孔槽的內(nèi)徑等大。本發(fā)明解決了采用粘膠劑連接的壓電式加速計受溫度影響大的問題。

技術研發(fā)人員：黃其
受保護的技術使用者：天府認證有限公司
技術研發(fā)日：2017.05.27
技術公布日：2017.08.29