[實用新型]壓電陶瓷傳感器

有效

• 申請號: 201120396721.0
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN202259450U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 駱軍;廖明成
• 申請（專利權）人: 成都匯通西電電子有限公司
• 主分類號: H01L41/04
• 分類號: H01L41/04
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本發明屬于傳感技術領域，涉及一種壓電陶瓷傳感器，尤其涉及一種帶有托板的壓電陶瓷傳感器。

背景技術

傳感技術是關于從自然信源獲取信息，并對之進行處理（變換）和識別的一門多學科交叉的現代科學與工程技術。壓電陶瓷傳感器是利用壓電陶瓷受力后產生的壓電效應制成的傳感器。所謂壓電效應是指某些電介質在受到某一方向的外力作用而發生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內部電荷的極化現象，會在其端面產生電荷的現象。

壓電陶瓷芯片是壓電陶瓷傳感器的重要組成部分，具有兩個電極，一般是在壓電陶瓷芯片的兩個工作面上進行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構成兩個電極。當壓電陶瓷傳感器受到沿其敏感軸向的外力作用時，就在兩電極上產生極性相反的電荷，因此它相當于一個電荷源（靜電發生器）。由于壓電晶體是絕緣體，當它的兩極端面聚集電荷時，它又相當于一個電容器。除壓電陶瓷芯片外，壓電陶瓷傳感器還包括匹配層、導線以及外殼等。匹配層保護壓電陶瓷芯片，對傳感器的頻率進行調節，降低壓電陶瓷芯片的能量損耗。導線用于傳感器與處理電路的信號傳輸。

現有的陶瓷傳感器，匹配層粘接在芯片上，由于操作時容易導致安裝的匹配層傾斜，導致匹配層的與外端面與芯片電極面（粘接匹配層一端的端面）不平行，影響收發角度；傳感器工作時有振動，影響壽命，易脫落；粘接的粘接劑的選擇對收發超聲波的效果有影響；兩根導線分別與壓電陶瓷芯片的兩個電極連接，匹配層與壓電陶瓷芯片的一個電極（通常是負極）相連，這種導線在負極端面的設置進一步導致的了匹配層的傾斜，即使采用細導線也同樣難以避免；導線在負極端面，為了減小對匹配層的影響，一般不焊接而采用粘接工藝，強度低，易脫落，損害了傳感器的牢固性以及使用壽命，導電性也受到一定影響；導線安裝在匹配層與傳感器電極之間，生產安裝不便；頻率調整依靠改變匹配層的厚度來實現，調整不便；傳感器使用時，整體安裝不便。

實用新型內容

針對上述不足，本發明所要解決的技術問題在于提供一種性能良好、生產安裝方便、壽命較長的壓電陶瓷傳感器。

本實用新型采用的技術方案是：

一種壓電陶瓷傳感器，包括壓電陶瓷芯片、匹配層、負極導線和正極導線；所述壓電陶瓷芯片兩端端面為電極面，所述電極面包括位于其上端面的壓電陶瓷芯片負極、位于其下端面的壓電陶瓷芯片正極；壓電陶瓷芯片負極與負極導線電連接、壓電陶瓷芯片正極與正極導線電連接；在所述壓電陶瓷芯片的一電極面上有匹配層；

其特征在于，所述傳感器還包括一供壓電陶瓷芯片一電極面透過的有孔托板，所述托板連接固定在所述壓電陶瓷芯片的一端，在所述端面和所述托板上有澆凝成的匹配層。

優選地，所述有孔托板的孔徑略大于所述壓電陶瓷芯片直徑，所述壓電陶瓷芯片的一端穿過所述有孔托板，所述托板的孔壁與所述壓電陶瓷芯片的外側面連接固定。

優選地，所述托板與壓電陶瓷芯片的外側面通過柔性粘接層連接固定。

優選地，所述柔性粘接層為由環氧樹脂構成的結構。

優選地，所述托板、匹配層設置位于所述壓電陶瓷芯片的上端；所述壓電陶瓷芯片的上端面為平面結構。

優選地，所述托板下端面為平面，所述托板的下端面與所述壓電陶瓷芯片的上端面平行。

優選地，所述匹配層的外端面與所述托板下端面平行。

優選地，所述負極導線從匹配層穿出。

優選地，所述負極導線從托板上穿出。

優選地，所述托板為由銅制成的結構。

通過上述技術方案可以看出，由于本實用新型采用了增加一個有孔的托板的技術方案，可使得匹配層與壓電陶瓷芯片的電極的連接穩定，提高了傳感器產品生產的成型率，增加了傳感器的牢固性以及使用壽命。

匹配層采用澆凝的方式生產，匹配層與托板之間的結合非常緊密，并可使負極導線與負極之間的連接穩固可靠。

托板與匹配層之間固定連接；與壓電陶瓷芯片的外側面通過柔性材料制造的柔性粘接層相連；此結構不會增加傳感器在受到的電激勵截止后的振動時間。

柔性粘接層由環氧樹脂制成可獲得較佳的效果。

托板上端面、匹配層下端面為平面，粘接緊密穩固，利于保持匹配層的性能。

托板下端面為平面，上下端面相互平行，可以方便的通過調整托板的厚度，獲得需要的傳感器匹配頻率，而無需對匹配層進行調整。

托板、柔性粘接層均為有一定厚度的環狀。