[实用新型]压电弯曲传感器

说明书

技术领域

本实用新型关于一种压电弯曲传感器，尤关于一种包含表面席(surface veil)的压电弯曲传感器。

背景技术

压电弯曲传感器(piezoelectric bending transducer)可将电能转换成机械能。压电弯曲传感器可应用在喷墨式印表机的压电式印刷头、麦克风或扬声器的拾音器(acoustic pickup)、或用来测量加速度或压力的感测器。

举例来说，美国第6,548,939B2号专利揭露一种压电弯曲传感器1，其包含第一陶瓷片4、设置于该第一陶瓷片4上的单一方向碳纤维预浸料(prepreg)2、和设置于该单一方向碳纤维预浸料2上的第二陶瓷片5，其中，该单一方向碳纤维预浸料2包含数条纤维14(见该专利案的第1和2图)。该第一陶瓷片4、该单一方向碳纤维预浸料2和该第二陶瓷片5经热压、并逐渐冷却至室温，而成型为该压弯曲传感器1。

然而，由于该第一陶瓷片4和该第二陶瓷片5与该单一方向碳纤维预浸料2的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)不同，具体言之，该第一陶瓷片4和该第二陶瓷片5的CTE为正值，但该单一方向碳纤维预浸料2的CTE却为负值(例如，小于-0.5×10^-6)，因此，该第一陶瓷片4和该第二陶瓷片5与该单一方向碳纤维预浸料2在该热压和冷却的过程中，仍会有不同的热收缩变形量，致使该第一陶瓷片4和该第二陶瓷片5与该单一方向碳纤维预浸料2之间仍有些许残留内应力，故该第一陶瓷片4和该第二陶瓷片5与该单一方向碳纤维预浸料2之间易出现收缩变形不匹配(thermo-mismatch)、层间粘接强度不足、和不耐振动疲劳(vibration fatigue)等问题。

举例来说，该压电弯曲传感器1在运作的过程中，由于受到磁场的作用，因此会处于上、下高速振动的状态，而该高速振动则完全由该单一方向碳纤维预浸料2来承担。如此一来，该单一方向碳纤维预浸料2在高速振动的过程中，若遭遇些许的侧向力量，便足以造成横向裂纹(transverse cracking)。

实用新型内容

为了克服先前技术的缺失，也就是，压电弯曲传感器的第一陶瓷片和第二陶瓷片与单一方向碳纤维预浸料之间因残留有内应力、致出现收缩变形不匹配、层间粘接强度不足、和不耐振动疲劳等问题，本实用新型提供一种包含表面席的压电弯曲传感器。

具体言之，该压电弯曲传感器，包含：第一陶瓷片；单一方向碳纤维预浸料，设置于该第一陶瓷片上；第一表面席，设置于该单一方向碳纤维预浸料上；以及第二陶瓷片，设置于该第一表面席上。

在本实用新型的实施例中，该压电弯曲传感器另包含设置于该单一方向碳纤维预浸料与该第二陶瓷片之间的第二表面席、该第一表面席为全碳纤维，该第一表面席也可以为既包含碳纤维又包含玻璃纤维的混合纤维，而该第一单一方向碳纤维预浸料包含数条单一方向的纤维。

在本实用新型的其它实施例中，该第一表面席包含碳纤维和玻璃纤维。

本实用新型另提供一种压电弯曲传感器，其包含：第一陶瓷片；设置于该第一陶瓷片上的第一单一方向碳纤维预浸料；设置于该第一单一方向碳纤维预浸料上的第一表面席；设置于该第一表面席上的第二单一方向碳纤维预浸料；以及设置于该第二单一方向碳纤维预浸料上的第二陶瓷片。

在本实用新型的实施例中，该压电弯曲传感器另包含第二表面席，设置于该第二单一方向碳纤维预浸料与该第二陶瓷片之间。

该第二表面席也可为全碳纤维或碳纤维和玻璃纤维的混合纤维。

本实用新型的有益效果在于，相较于先前技术，本实用新型的压电弯曲传感器由于在各个材料之间(也就是在陶瓷片与单一方向碳纤维预浸料之间、或在单一方向碳纤维预浸料与单一方向碳纤维预浸料之间)设置有表面席，所述的表面席为一种无纺布结构，其由无方向性非编织(non-woven)的全碳纤维或碳纤维和玻璃纤维结合而成，而该表面席具有很强的树脂含浸能力、并且具有平面等向性(plane-isotropic)受力特性，因此，该等材料之间的粘接强度和横向强度皆可增强。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例中压电弯曲传感器的示意图；

图2为本实用新型的第二实施例中压电弯曲传感器的示意图；

图3为本实用新型的第三实施例中压电弯曲传感器的示意图；以及

图4为本实用新型的第四实施例中压电弯曲传感器的示意图。

【主要元件符号说明】