[實用新型]壓電彎曲傳感器

有效

• 申請號: 201120381968.5
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN202474044U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 黃鼎貴
• 申請（專利權）人: 三鼎材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01L41/04
• 分類號: H01L41/04;H01L41/09
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所 11301
• 代理人: 牟長林

技術領域

本實用新型關于一種壓電彎曲傳感器，尤關于一種包含表面席(surface?veil)的壓電彎曲傳感器。

背景技術

壓電彎曲傳感器(piezoelectric?bending?transducer)可將電能轉換成機械能。壓電彎曲傳感器可應用在噴墨式印表機的壓電式印刷頭、麥克風或揚聲器的拾音器(acoustic?pickup)、或用來測量加速度或壓力的感測器。

舉例來說，美國第6,548,939B2號專利揭露一種壓電彎曲傳感器1，其包含第一陶瓷片4、設置于該第一陶瓷片4上的單一方向碳纖維預浸料(prepreg)2、和設置于該單一方向碳纖維預浸料2上的第二陶瓷片5，其中，該單一方向碳纖維預浸料2包含數條纖維14(見該專利案的第1和2圖)。該第一陶瓷片4、該單一方向碳纖維預浸料2和該第二陶瓷片5經熱壓、并逐漸冷卻至室溫，而成型為該壓彎曲傳感器1。

然而，由于該第一陶瓷片4和該第二陶瓷片5與該單一方向碳纖維預浸料2的熱膨脹系數(coefficient?of?thermal?expansion，CTE)不同，具體言之，該第一陶瓷片4和該第二陶瓷片5的CTE為正值，但該單一方向碳纖維預浸料2的CTE卻為負值(例如，小于-0.5×10^-6)，因此，該第一陶瓷片4和該第二陶瓷片5與該單一方向碳纖維預浸料2在該熱壓和冷卻的過程中，仍會有不同的熱收縮變形量，致使該第一陶瓷片4和該第二陶瓷片5與該單一方向碳纖維預浸料2之間仍有些許殘留內應力，故該第一陶瓷片4和該第二陶瓷片5與該單一方向碳纖維預浸料2之間易出現收縮變形不匹配(thermo-mismatch)、層間粘接強度不足、和不耐振動疲勞(vibration?fatigue)等問題。

舉例來說，該壓電彎曲傳感器1在運作的過程中，由于受到磁場的作用，因此會處于上、下高速振動的狀態，而該高速振動則完全由該單一方向碳纖維預浸料2來承擔。如此一來，該單一方向碳纖維預浸料2在高速振動的過程中，若遭遇些許的側向力量，便足以造成橫向裂紋(transverse?cracking)。

實用新型內容

為了克服先前技術的缺失，也就是，壓電彎曲傳感器的第一陶瓷片和第二陶瓷片與單一方向碳纖維預浸料之間因殘留有內應力、致出現收縮變形不匹配、層間粘接強度不足、和不耐振動疲勞等問題，本實用新型提供一種包含表面席的壓電彎曲傳感器。

具體言之，該壓電彎曲傳感器，包含：第一陶瓷片；單一方向碳纖維預浸料，設置于該第一陶瓷片上；第一表面席，設置于該單一方向碳纖維預浸料上；以及第二陶瓷片，設置于該第一表面席上。

在本實用新型的實施例中，該壓電彎曲傳感器另包含設置于該單一方向碳纖維預浸料與該第二陶瓷片之間的第二表面席、該第一表面席為全碳纖維，該第一表面席也可以為既包含碳纖維又包含玻璃纖維的混合纖維，而該第一單一方向碳纖維預浸料包含數條單一方向的纖維。

在本實用新型的其它實施例中，該第一表面席包含碳纖維和玻璃纖維。

本實用新型另提供一種壓電彎曲傳感器，其包含：第一陶瓷片；設置于該第一陶瓷片上的第一單一方向碳纖維預浸料；設置于該第一單一方向碳纖維預浸料上的第一表面席；設置于該第一表面席上的第二單一方向碳纖維預浸料；以及設置于該第二單一方向碳纖維預浸料上的第二陶瓷片。

在本實用新型的實施例中，該壓電彎曲傳感器另包含第二表面席，設置于該第二單一方向碳纖維預浸料與該第二陶瓷片之間。

該第二表面席也可為全碳纖維或碳纖維和玻璃纖維的混合纖維。

本實用新型的有益效果在于，相較于先前技術，本實用新型的壓電彎曲傳感器由于在各個材料之間(也就是在陶瓷片與單一方向碳纖維預浸料之間、或在單一方向碳纖維預浸料與單一方向碳纖維預浸料之間)設置有表面席，所述的表面席為一種無紡布結構，其由無方向性非編織(non-woven)的全碳纖維或碳纖維和玻璃纖維結合而成，而該表面席具有很強的樹脂含浸能力、并且具有平面等向性(plane-isotropic)受力特性，因此，該等材料之間的粘接強度和橫向強度皆可增強。

附圖說明

圖1為本實用新型的第一實施例中壓電彎曲傳感器的示意圖；

圖2為本實用新型的第二實施例中壓電彎曲傳感器的示意圖；

圖3為本實用新型的第三實施例中壓電彎曲傳感器的示意圖；以及

圖4為本實用新型的第四實施例中壓電彎曲傳感器的示意圖。

【主要元件符號說明】