[發明專利]一種壓電傳感器

有效

• 申請號: 201710106748.3
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106787944B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 陳波;竇延虹;黃梓莘;李禹
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;G01B7/16;G01H11/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

1.一種壓電傳感器，其特征在于：所述壓電傳感器中段為圓柱形腔體，兩端分別用不同方式蓋以半球殼A和半球殼B；中段的圓柱形腔體內部中軸線處設置撞振機構，所述撞振機構的兩端分別通過彈簧固定在兩端的半球殼上；

所述壓電傳感器包括壓電能量采集模塊、應力波壓電感應模塊、無線信號發射模塊和集成電路模塊；

所述壓電能量采集模塊和應力波壓電感應采集模塊均采用PZT壓電智能材料的壓電懸臂梁結構，所述壓電能量采集模塊包括多個壓電能量采集片，應力波壓電感應模塊包括多個應力波壓電感應片；壓電能量采集片和應力波壓電感應片沿圓柱形腔體軸線方向分層均布在圓柱形腔體內部一周，所述壓電能量采集片通過金屬電極層將壓電薄膜產生的電能傳輸到所述集成電路模塊，經調制可為所述無線信號發射模塊恒定供電；所述應力波壓電感應片直接將應力波形式的混凝土結構振動特性采集轉化為電信號，然后該電信號通過金屬電極傳輸到無線信號發射模塊，由無線信號發射模塊輸出，經解析后可反映結構的變形、應力和裂縫狀態。

2.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述壓電能量采集片采用金屬—壓電薄膜—金屬層疊的扇形結構。

3.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述應力波壓電感應片采用上底和下底為圓弧的梯形金屬—壓電薄膜—金屬層疊結構。

4.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述無線信號發射模塊設置在半球殼A上。

5.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述圓柱形腔體中每層設置五個壓電能量采集片和一個應力波壓電感應片。

6.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述集成電路模塊布置在圓柱形腔體內壁上。

7.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述撞振機構為側表面帶有凸出半球體和條狀齒的圓柱體結構，凸出半球體和條狀齒分別用于撞擊擠壓壓電能量采集片及應力波壓電感應片。

8.根據權利要求1所述的壓電傳感器，其特征在于：所述半球殼A的開口邊緣直徑與圓柱形腔體的直徑相配合，半球殼A固定連接在圓柱形腔體的一端。

9.根據權利要求8所述的壓電傳感器，其特征在于：半球殼B開口邊緣直徑大于圓柱形腔體的直徑，半球殼B通過滑輪與圓柱形腔體的另一端外表面上的滑道連接，使半球殼B與圓柱形腔體可由環境激勵而產生一定范圍的相對運動。