[发明专利]一种基于压电传感的微振动检测器

说明书

本发明属于振动检测领域，并公开了一种基于压电传感的微振动检测器。其包括外壳、质量块、导电环、压电传感器以及缓冲单元，质量块设置在外壳的中心，导电环套在质量块的对称两侧，外壳内壁上均匀设置有多个缓冲单元和压电传感器，支撑块用于连接质量块和导电环，压电传感器用于将力信号转化为电信号，导电环内壁设置有电极，电极与压电传感器上均设置有导线，用于引出电信号；外壳受到振动向质量块靠近，使得压电传感器与导电环接触，并与外接电路形成闭合回路，由不同位置处的压电传感器反馈的电信号判断振动力的大小和位置，以此确定振动的来源和振幅。通过本发明，实现微弱地震波信号和建筑物微小振动的检测，结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于振动检测领域，更具体地，涉及一种基于压电传感的微振动检测器。

背景技术

振动检测仪是测量物体振动量大小的仪器，在桥梁、建筑、地震等领域有广泛的应用，振动检测仪还可以和加速度传感器组成振动测量系统对物体加速度、速度和位移进行测量。

在现有技术中，大多数的振动检测器主要以电磁传感器、压阻传感器以及光电传感器为主，而对于微小振动的检测主要以光电传感器为主，而由于光电传感器在使用时受到环境的影响，没有在对于某些特定的狭窄区域的微小振动无法检测，缺少一种灵敏、通用的微振动检测装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于压电传感的微振动检测器，通过压电传感器的设计和设置，其目的在于提供一种将力信号转化为电信号的传感单元，以此检测振动力的大小，由此解决振动检测中受环境影响以及检测不灵敏的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于压电传感的微振动检测器，该检测器包括外壳、质量块、导电环、压电传感器、支撑块和缓冲单元，其特征在于，

所述质量块设置在所述外壳的中心，所述质量块的两端对称套有所述导电环，所述外壳内壁上均匀分布多个压电传感器和缓冲单元，所述压电传感器介于所述外壳和导电环之间，用于将力信号转化为电信号，所述支撑块设置在所述导电环内壁上，且与所述缓冲单元位置相对应，用于连接所述质量块和导电环，所述导电环内壁与所述压电传感器对应处设置有电极，该电极与所述压电传感器上均设置有导线，该导线从所述外壳中穿出后与外接电路连接，用于引出所述电信号；

检测时，所述外壳受到振动，在所述导电环的牵引下向所述质量块靠近，使得所述压电传感器与所述导电环接触，由此外接电路、压电传感器和电极形成闭合回路，由所述外壳内壁不同位置处的压电传感器反馈的电信号判断振动产生力的大小和位置，以此确定振动的来源和振幅。

进一步优选地，所述压电传感器包括基底、过渡层、底电极层、压电层和顶电极层，所述基底与外壳连接，所述过渡层用于连接底电极层和基底，所述压电层沉积在所述底电极层上，所述顶电极层镀在所述压电层上，其中，所述底电极层与所述压电层中晶格均呈111取向。

进一步优选地，所述缓冲单元优选采用橡胶块，一方面受到振动时压缩，另一方面通过回弹使得在振动结束后质量块复位。

进一步优选地，所述外壳的上下均设置有金属端盖，端盖呈凸台状，用于夹持和调节所述质量块的位置。

进一步优选地，所述外壳外表面设置有连接片，用于将所述检测器固定在待检测位置。

进一步优选地，所述外壳与所述质量块之间设置有填充物，用于缓冲减少振动对质量块的影响。

进一步优选地，所述外壳和质量块均采用球形。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明通过采用压电传感器，该压电传感器中底电极层晶格取向是111的压电层，由此使得生长在该底电极层上的压电层晶格也呈111取向，从而使得该压电层的检测灵敏度高；