[發(fā)明專利]基于雙壓電耦合的粘度檢測(cè)傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710075589.5
• 申請(qǐng)日: 2017-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN106644832A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王哲;于占江;宮平;張昊;陳啟夢(mèng);龐春穎;于源華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/10
• 分類號(hào): G01N11/10
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾益專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)22211
• 代理人: 紀(jì)尚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粘度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及生物、化工、醫(yī)療、環(huán)境檢測(cè)設(shè)備的改進(jìn)。

背景技術(shù)

近年來，粘度測(cè)量被廣泛應(yīng)用于石油、涂料、食品、生化、醫(yī)藥、材料與化工等領(lǐng)域，其對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制以及最終產(chǎn)品的性能評(píng)定起著重要作用，提高粘度測(cè)量的精確性可以創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

傳統(tǒng)的粘度測(cè)量方法已發(fā)展相對(duì)成熟，主要包括落球法、旋轉(zhuǎn)法、毛細(xì)管法等。落球法主要是通過測(cè)量落體通過兩定點(diǎn)所用的時(shí)間來測(cè)定粘度，但由于采用手動(dòng)停表計(jì)時(shí)，以及人的視覺暫留效應(yīng)影響，會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來計(jì)時(shí)誤差；旋轉(zhuǎn)法主要是通過測(cè)量流體作用于物體的粘性力矩或物體的轉(zhuǎn)速來確定液體的粘度，但采用指針式讀數(shù)的方式，使穩(wěn)定性和讀數(shù)精度受到一定程度的限制；毛細(xì)管法雖作為一種很實(shí)用的粘度測(cè)量方法，但因其結(jié)構(gòu)的限制，容易被小顆粒物堵塞，且清洗干燥非常麻煩。以上方法分別從不同的角度對(duì)被測(cè)樣本粘度進(jìn)行了測(cè)量，但大多無法給出精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，且部分方法對(duì)環(huán)境條件要求非常嚴(yán)苛，距離現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還有很大距離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種基于雙壓電耦合的粘度檢測(cè)傳感器，它將壓電石英晶體的正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)相結(jié)合，采用雙壓電耦合技術(shù)，把被測(cè)物理量直接轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：由微型探針、壓電石英晶體緊固上壓蓋、輸出單元、機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱、壓電石英晶體緊固支撐座、反饋單元、壓電石英晶體緊固下壓蓋、安裝支撐定位壓蓋、彈性構(gòu)件、安裝支撐定位底座組成。

在外加高頻激勵(lì)信號(hào)的作用下起振單元發(fā)生軸向振蕩，利用壓電石英晶體的兩種效應(yīng)，將被測(cè)樣本粘度的變化量轉(zhuǎn)化為電壓的變化量，通過這種方法間接檢測(cè)被測(cè)樣本體系的粘度變化規(guī)律，這一規(guī)律將被反饋單元的接收，最終轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)所需的被測(cè)樣本粘度數(shù)據(jù)。

壓電石英晶體緊固在支撐座設(shè)有的安裝壓電晶體的卡位內(nèi)，壓電石英晶體緊固上壓蓋、壓電石英晶體緊固支撐座與壓電石英晶體緊固下壓蓋均設(shè)有供螺釘穿過的固定孔，機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱膠接于輸出單元與反饋單元之間，輸出單元與反饋單元放置于壓電石英晶體緊固支撐座上的絕緣卡位內(nèi)，由螺釘依次將壓電石英晶體緊固上壓蓋、輸出單元、機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱、壓電石英晶體緊固支撐座、反饋單元、彈性構(gòu)件及壓電石英晶體緊固下壓蓋穿過并緊固；安裝支撐定位壓蓋與安裝支撐定位底座設(shè)有供螺釘穿過的固定孔，其中安裝支撐定位底座設(shè)有安裝彈性構(gòu)件的卡位，由安裝支撐定位壓蓋將彈性構(gòu)件壓入安裝支撐定位底座內(nèi)，由螺釘將安裝支撐定位壓蓋與安裝支撐定位底座緊固。

本發(fā)明的有益效果是： 對(duì)壓電石英晶體緊固件合理布局，有利于空氣定向流動(dòng)，減少氣流對(duì)檢驗(yàn)的影響，且壓電石英晶體緊固件具有絕緣和電磁屏蔽的功能，消除客觀因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響；本發(fā)明設(shè)計(jì)了圓形彈性構(gòu)件，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗震功能，最大程度的減小機(jī)械振動(dòng)，減小外界對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響；本發(fā)明體積小、重量輕、方便攜帶，外觀設(shè)計(jì)大方，方便后期傳感器升級(jí)及用于其他測(cè)試裝置。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明組裝結(jié)構(gòu)圖。

圖2 是本發(fā)明軸測(cè)圖。

圖3 是本發(fā)明彈性構(gòu)件示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

如圖所示，其中，1是微型探針、2是壓電石英晶體緊固上壓蓋、3是輸出單元、4是機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱、5是壓電石英晶體緊固支撐座、6是反饋單元、7是壓電石英晶體緊固下壓蓋、8是安裝支撐定位壓蓋、9是彈性構(gòu)件、10是安裝支撐定位底座。

所述微型探針1膠接于輸出單元3表面，用于傳遞與反饋被測(cè)樣本粘度變化規(guī)律信號(hào)；所述壓電石英晶體緊固支撐座5設(shè)有安裝壓電晶體的卡位，并且壓電石英晶體緊固上壓蓋2、壓電石英晶體緊固支撐座5與壓電石英晶體緊固下壓蓋7均設(shè)有供螺釘穿過的固定孔，機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱4膠接于輸出單元3與反饋單元6之間，所述輸出單元3與反饋單元6放置于壓電石英晶體緊固支撐座5上的絕緣卡位內(nèi)，由螺釘依次將壓電石英晶體緊固上壓蓋2、輸出單元3、機(jī)械振動(dòng)傳導(dǎo)柱4、壓電石英晶體緊固支撐座5、反饋單元6、彈性構(gòu)件9及壓電石英晶體緊固下壓蓋7穿過并緊固；所述安裝支撐定位壓蓋8與安裝支撐定位底座10設(shè)有供螺釘穿過的固定孔，其中安裝支撐定位底座10設(shè)有安裝彈性構(gòu)件9的卡位，由安裝支撐定位壓蓋8將彈性構(gòu)件9壓入安裝支撐定位底座10內(nèi)，由螺釘將安裝支撐定位壓蓋8與安裝支撐定位底座10緊固。

本實(shí)例中，上述傳感器還包括若干漆包線，漆包線的一端焊接于輸出單元3、反饋單元6上，另一端延伸出外端。