[发明专利]压电式超声-暂态地电压复合传感器及测量装置

权利要求书

1.一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，其包括，

金属匹配层，其包括设在下表面的第一绝缘层和设在上表面的第二绝缘层，所述第一绝缘层与金属匹配层下表面和待测物体表面构成第一分压电容C₁，所述第二绝缘层与金属匹配层上表面和第一负极面构成第二分压电容C₂，所述金属匹配层经由暂态地电压信号输出线输出暂态地电压信号，

第一压电元件，其具有紧贴所述上表面的第一负极面和相对于所述第一负极面的第一正极面，

第二压电元件，其具有经由导电胶紧贴所述第一正极面的第二正极面和相对于所述第二正极面的第二负极面，所述第一正极面和第二正极面连接超声信号输出线以输出超声信号，第一负极面和第二负极面通过导线连接以等电位，

背衬块，其具有紧贴所述第二负极面的第一表面和相对于所述第一表面的第二表面，所述第二表面设有金属外壳，所述金属外壳为喇叭状结构，所述第一压电元件和第二压电元件为厚向振动模式的压电元件片。

2.根据权利要求1所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述金属匹配层的声阻抗Z_m为：或其中，Z_p为第一压电元件和第二压电元件的声阻抗，Z_t为被测对象的声阻抗。

3.根据权利要求1所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述金属匹配层的厚度为复合传感器中心频率对应声波长的四分之一。

4.根据权利要求1所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述第一分压电容C₁和/或第一分压电容C₂根据公式得出，其中，C为第一分压电容C₁或第一分压电容C₂，S为上表面或下表面的表面积；d为第一绝缘层或第二绝缘层的介质厚度；ε₀为真空介电常数；ε_r为第一绝缘层或第二绝缘层的介质的相对介电常数。

5.根据权利要求1所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述压电式超声-暂态地电压复合传感器还包括，

传感器壳体，其套设于所述金属匹配层，

金属弹簧，其一端连接所述金属外壳，另一端连接所述传感器壳体内壁。

6.根据权利要求5所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述传感器壳体设有可拆卸连接的盖子以及导出所述暂态地电压信号输出线和超声信号输出线的通道。

7.根据权利要求6所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述金属外壳与传感器壳体等电位。

8.根据权利要求1所述的一种压电式超声-暂态地电压复合传感器，其特征在于，所述金属外壳顶端设有可拆卸连接金属弹簧的凹槽。

9.一种测量装置，其特征在于，其包括，

如权利要求1-8中任一项所述的压电式超声-暂态地电压复合传感器，

信号调理器，其连接所述暂态地电压信号输出线和超声信号输出线，

示波器，其连接所述信号调理器。