[发明专利]压电发射和/或接收装置、具有这种压电发射和/或接收装置的振动传感器及制造压电发射和/或接收装置的方法

说明书

本发明涉及一种压电发射和/或接收装置(1)，该装置包括至少一个压电元件(3)、至少两个用于与压电元件(3)接触的电极(5)以及至少两个用于上侧隔离和下侧隔离的隔离元件(7)，其中，至少压电元件(3)和电极(5)被烧结成单体。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的压电发射和/或接收装置、根据权利要求11的具有这种压电发射和/或接收装置的振动传感器以及根据权利要求12的用于制造压电发射和/或接收装置的方法。

背景技术

压电发射和/或接收装置、具有这种压电发射和/或接收装置的振动传感器以及用于制造压电发射和/或接收装置的方法在现有技术中是已知的，其中，压电发射和/或接收装置包括至少一个压电元件、至少两个用于接触压电元件的电极及至少两个用于上侧隔离和下侧隔离的隔离元件，其中，形成压电发射和/或接收装置的各个元件彼此零散地堆叠。为了确保各个元件的正确对准，这些元件被设计成圆形并且布置在居中布置的螺栓上，或被设计成盘形的部件在形成为成壳体的套筒中彼此对准。

例如，在通常作为物位测量技术中作为极限物位传感器中使用的振动传感器中，上述压电发射和/或接收装置可用作发射和/或接收装置。通常，这种压电发射和/或接收装置也被称为驱动装置。

WO 01/84642 A1公开了一种具有分层设计的机电驱动装置，在该机电驱动装置中，各个部件在彼此面对的表面处被金属化，且通过扩散焊接接合在一起。为了能够通过扩散焊接将各个部件彼此连接，彼此邻接的表面必须具有非常高的表面质量，并且部件必须被加热至稍微低于用于扩散焊接(Diffusionsschweiβen)的材料的固相线，以便能够形成各个部件的牢固连接。

现有技术中的已知制造方法被认为不利的是，用于扩散焊接的部件必须具有非常高的表面质量，并且为了扩散焊接必须给出非常高的温度。特别地，在成为本申请基础的压电发射和/或接收装置中，因为压电元件在被加热超过其居里温度时会丢失其压电特性并因此变得不可用或者必须重新极化，所以这种方法很难使用。另外，扩散焊接所需的部件制造昂贵并且制造过程复杂。这是由所需表面质量的复杂制造以及后续的压电元件极化导致的，通常，压电元件的极化在500到1000V或者甚至更高的电压下进行并且需要保护气氛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的压电发射和/或接收装置。压电发射和/或接收装置需要特别低的制造温度，使得能够更经济地且更简单地进行制造。另外，本发明的一个目的还在于提供一种用于制造这种压电发射和/或接收装置的方法。

这些目的通过具有权利要求1的特征的压电发射和/或接收装置以及具有权利要求12的特征的用于制造压电发射和/或接收装置的方法来实现。在权利要求11中说明了一种具有根据本发明的压电发射和/或接收装置的振动传感器。

在从属权利要求中给出了有利实施例。

根据本发明的压电发射和/或接收装置包括至少一个压电元件、至少两个用于接触压电元件的电极以及至少两个用于上侧隔离和下侧隔离的隔离元件，其中，至少压电元件和电极被烧结成单体。可选地，有利地是，也可将压电发射和/或接收装置的一侧连接到壳体，以实现接地。

通过将压电元件和电极烧结成单体，压电元件和电极彼此固定连接，使得它们的布置相对彼此固定。因此，不再需要设置用于使压电元件或电极相对彼此居中的装置或布置。这是有利的，因为通过这种方式不仅节省了部件还确保了压电元件和电极相对彼此的最优对准，因为确保了电极和压电元件的全表面的、完全重叠的对准，因而简化了压电元件上的电场的最优施加。烧结处理能够在低处理温度下进行，使得烧结后的部件因而具有低的机械内应力并因而具有高的质量和稳定性。

烧结优选使用烧结材料，特别使用具有大小为10nm到15μm的纳米级银颗粒的基于银的烧结膏或烧结箔。