[发明专利]一种压电式压力传感器

说明书

本发明属于传感器技术领域，具体的说是一种压电式压力传感器，包括壳体、弹性膜片、压电元件和转环，所述壳体上端内壁中开设有凹槽，所述凹槽内固连有弹性膜片；所述弹性膜片下方设有压电元件，所述压电元件下表面连接有信号线；所述壳体下端设有绝缘套环；所述壳体上表面开设有环形槽，所述环形槽内转动连接有转环；所述转环上端外表面固连有均匀布置的叶片，所述叶片均倾斜设计；所述壳体内壁于弹性膜片上方开设有环形设计的滑槽，所述转环下端内壁固连有均匀布置的软杆，所述软杆一端伸出滑槽设计，所述软杆表面固连有均匀布置的刷毛；本发明可对弹性膜片表面进行刷洗，减少弹性膜片表面附着的沉淀物，提高传感器的测量精度和使用寿命。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体的说是一种压电式压力传感器。

背景技术

传感器是一种能够感受被测变化信息，并按照一定规律将变化信息转化为所需形式输出信号的器件或装置，其中压力传感器是最常见的一种。压电式压力传感器大多是利用正压电效应制成的。正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

基于压电效应的压力传感器，它的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是结构简单、体积小、动态特性好，因而在工业生产中得到广泛应用。

压电式压力传感器也可应用于液压系统中，便于满足自动化系统集中检测与控制的要求，保证液压系统的正常工作。但在液压循环系统中，由于液压油中含有的异物杂质较多，容易造成膜片表面附着大量沉淀物，随着使用时间的增长腐蚀膜片，影响压电式压力传感器的测量精度和使用寿命；同时，压力传感器在液压系统中还要承受来自液压泵不间断的压力脉动，其液压系统的压力和流量变化范围很大，使得传感器的密封性降低，传感器内部压电元件受潮失效。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决由于液压油中含有的异物杂质较多，容易造成膜片表面附着大量沉淀物，随着使用时间的增长腐蚀膜片，影响压电式压力传感器的测量精度和使用寿命；同时，压力传感器在液压系统中还要承受来自液压泵不间断的压力脉动，其液压系统的压力和流量变化范围很大，使得传感器的密封性降低，传感器内部压电元件受潮失效的问题，本发明提出的一种压电式压力传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种压电式压力传感器，包括壳体、弹性膜片、压电元件和转环，所述壳体为凸台形结构设计，所述壳体内部为中空结构，所述壳体上端内壁中开设有凹槽，所述凹槽内固连有弹性膜片；所述弹性膜片下方设有压电元件，所述压电元件下表面连接有信号线；所述壳体下端设有绝缘套环，所述绝缘套环用于起绝缘保护作用；所述壳体上表面开设有环形槽，所述环形槽内转动连接有转环；所述转环上端外表面固连有均匀布置的叶片，所述叶片均倾斜设计，且叶片倾斜方向与液压油流动方向相反，实现液压油流动时推动叶片转动；所述壳体内壁于弹性膜片上方开设有环形设计的滑槽，所述转环下端内壁固连有均匀布置的软杆，所述软杆一端伸出滑槽设计，所述软杆表面固连有均匀布置的刷毛；所述转环下表面和环形槽内壁之间设有均匀布置的滚珠；工作时，液压系统中的液压油挤压弹性膜片变形，弹性膜片与压电元件接触将受到的压力传递给压电元件，再通过压电元件将压力转变为电信号；同时液压系统的压力和流量变化范围很大，液压油在液压泵作用下快速流动并推动叶片运动，叶片运动带动转环转动，转环底部的滚珠可减小转环与壳体的摩擦阻力，使得转环转动地更加流畅，提高装置的工作效率；转环转动时又带动软杆转动，且软杆在液压油挤压下会与弹性膜片表面接触，进而使得软杆转动时带动刷毛对弹性膜片表面进行刷洗，减少弹性膜片表面附着的沉淀物，防止液压系统工作时，由于液压油中含有大量机器运转过程中产生的磨屑和其他杂质，使得弹性膜片随着使用时间的增长易被腐蚀，进而影响压电式压力传感器的测量精度和使用寿命。