[发明专利]一种压电传感器

权利要求书

1.一种压电传感器，其特征在于：所述压电传感器中段为圆柱形腔体，两端分别用不同方式盖以半球壳A和半球壳B；中段的圆柱形腔体内部中轴线处设置撞振机构，所述撞振机构的两端分别通过弹簧固定在两端的半球壳上；

所述压电传感器包括压电能量采集模块、应力波压电感应模块、无线信号发射模块和集成电路模块；

所述压电能量采集模块和应力波压电感应采集模块均采用PZT压电智能材料的压电悬臂梁结构，所述压电能量采集模块包括多个压电能量采集片，应力波压电感应模块包括多个应力波压电感应片；压电能量采集片和应力波压电感应片沿圆柱形腔体轴线方向分层均布在圆柱形腔体内部一周，所述压电能量采集片通过金属电极层将压电薄膜产生的电能传输到所述集成电路模块，经调制可为所述无线信号发射模块恒定供电；所述应力波压电感应片直接将应力波形式的混凝土结构振动特性采集转化为电信号，然后该电信号通过金属电极传输到无线信号发射模块，由无线信号发射模块输出，经解析后可反映结构的变形、应力和裂缝状态。

2.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述压电能量采集片采用金属—压电薄膜—金属层叠的扇形结构。

3.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述应力波压电感应片采用上底和下底为圆弧的梯形金属—压电薄膜—金属层叠结构。

4.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述无线信号发射模块设置在半球壳A上。

5.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述圆柱形腔体中每层设置五个压电能量采集片和一个应力波压电感应片。

6.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述集成电路模块布置在圆柱形腔体内壁上。

7.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述撞振机构为侧表面带有凸出半球体和条状齿的圆柱体结构，凸出半球体和条状齿分别用于撞击挤压压电能量采集片及应力波压电感应片。

8.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于：所述半球壳A的开口边缘直径与圆柱形腔体的直径相配合，半球壳A固定连接在圆柱形腔体的一端。

9.根据权利要求8所述的压电传感器，其特征在于：半球壳B开口边缘直径大于圆柱形腔体的直径，半球壳B通过滑轮与圆柱形腔体的另一端外表面上的滑道连接，使半球壳B与圆柱形腔体可由环境激励而产生一定范围的相对运动。