一种声发射传感器及其制造方法与流程

1.本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种声发射传感器及其制造方法。


背景技术：

2.在声发射传感器中，信号放大模块的放大倍数与灵敏度高，因此声发射传感器对噪音非常敏感，而声发射传感器的工作原理无法用纯金属层对噪音进行完全屏蔽，从而一些噪音和静电干扰从底部的耦合陶瓷处进入声发射传感器内，造成信号放大模块自激，从而影响声发射传感器的正常工作，甚至损坏声发射传感器。
3.目前为了解决该问题，在耦合陶瓷片上涂上一层一定厚度的导电胶，导电胶充当了压电陶瓷和耦合陶瓷的粘合剂，又具有和壳体连接导电的作用，起到了屏蔽效果，保证了信号的完整性。
4.但导电胶也存在诸多问题，如：导电胶在罐装时为液态，会出现存在气泡的现象，若气泡受环境或冲击破裂时会造成屏蔽不完全；在一定温度以上时(大部分是在环境温度60
°
以上)导电胶会出现软化的现象，导致屏蔽功能下降或者缺失。而导电胶为软体材质，对声波有一定的吸收作用，因此会在一定程度上降低传感器的灵敏性。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题，提供一种声发射传感器及其制造方法，用于屏蔽噪音，确保声发射传感器的正常使用。
6.第一方面，提供一种声发射传感器包括：
7.复合陶瓷，包括耦合陶瓷片与金属屏蔽层，所述金属屏蔽层设置于耦合陶瓷片的一面上，所述金属屏蔽层完全覆盖所述耦合陶瓷片；
8.壳体，壳体的一端设有连接部，连接部与复合陶瓷连接，壳体与复合陶瓷配合形成密闭腔室；
9.压电陶瓷，位于密闭腔室内，并与金属屏蔽层连接。
10.可选的，所述耦合陶瓷片与金属屏蔽层压铸连接。
11.可选的，所述金属屏蔽层为铜层或锡层。
12.可选的，还包括信号放大模块与端子；所述信号放大模块的第一端与压电陶瓷连接，信号放大模块的第二端与端子连接；端子从密闭腔室内穿过壳体，端子用于与外部装置连接。
13.可选的，所述压电陶瓷与金属屏蔽层焊接。
14.可选的，所述壳体包括壳壁与壳盖，所述壳壁一端与复合陶瓷连接，另一端与壳盖连接。
15.可选的，所述连接部为与复合陶瓷适配的连接槽。
16.第二方面，提供一种声发射传感器的制造方法，包括以下步骤：
17.在耦合陶瓷片上附着金属屏蔽层，获得复合陶瓷；所述金属屏蔽层完全覆盖所述
耦合陶瓷片；
18.将信号放大模块与压电陶瓷连接；
19.将壳体与复合陶瓷连接，且复合陶瓷与壳体配合形成密闭腔室，所述压电陶瓷与信号放大模块位于密闭腔室内。
20.可选的，所述在耦合陶瓷片上附着金属屏蔽层为：将耦合陶瓷片与金属屏蔽层压铸连接。
21.可选的，所述金属屏蔽层为铜层或锡层。
22.可选的，压电陶瓷与金属屏蔽层的连接方式为焊接，壳体与复合陶瓷的连接方式为过紧配合连接。
23.有益效果：本实施例提供的声发射传感器，利用包括金属屏蔽层的复合陶瓷进行信号传导与屏蔽，壳体与复合陶瓷连接形成密闭的屏蔽腔室，不受高温影响且更加持久耐用，能更加有效地对噪音进行屏蔽，确保声发射传感器正常工作，且能保护信号放大模块，避免信号放大模块因自激损坏，声波通过陶瓷硬性导入，减少了声波损失，提高了信号的灵敏度和稳定性。
附图说明
24.下面结合附图和具体实施例对本实用作出进一步详细说明。
25.图1为本示意性实施例提供的一种声发射传感器的结构示意图。
26.图2为本示意性实施例提供的一种声发射传感器的壳壁的局部示意图。
27.图3为本示意性实施例提供的一种声发射传感器的制造方法的流程图。
28.附图标记：
29.1、壳体；11、壳壁；111、通孔；112、连接部；12、壳盖；2、复合陶瓷；21、耦合陶瓷片；22、金属屏蔽层；3、压电陶瓷；4、信号放大模块；5、端子。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用保护的范围。
31.在本实用的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本实用的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。此外，下面所描述的本实用不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
33.实施例1
34.如图1所示，本实施例提供一种声发射传感器，包括壳体1、端子5、信号放大模块4、复合陶瓷2和压电陶瓷3。
35.所述壳体1为圆柱形开口腔结构的金属壳体，包括壳壁11与壳盖12。所述壳壁11上设有通孔111，通孔111用于安装端子5，为了便于装配，可将端子5插入通孔111后，再将壳盖12与壳壁11进行连接。壳壁11远离壳盖12的一端设有连接部112，连接部112为阶梯状，具体来说，壳壁11远离壳盖12的一端处，设有与复合陶瓷2适配的连接槽，所述连接槽为连接部112；所述连接部112包括沿壳体1轴向延伸的第一面，和与壳壁11径向延伸的第二面。
36.所述复合陶瓷2由耦合陶瓷片21与金属屏蔽层22压铸而成，所述金属屏蔽层22完全覆盖耦合陶瓷片21，金属屏蔽层22既可以导电，又可以对噪音进行屏蔽。复合陶瓷2与连接部112过紧配合连接，并配合形成密闭腔室；具体来说，复合陶瓷2的侧面与连接部112的第一面连接，金属屏蔽层22的外沿与连接部112的第二面连接。耦合陶瓷片21用于与被测物体绝缘，并起到声耦合与保护压电陶瓷3的作用。
37.所述压电陶瓷3与信号放大模块4位于密闭腔室内，压电陶瓷3与金属屏蔽层22焊接，实现了压电陶瓷3与金属屏蔽层22的充分接触。压电陶瓷3通过导线与信号放大模块4的第一端连接，信号放大模块4的第二端通过导线与端子5连接，所述端子5插入所述通孔111。信号放大模块4用于对信号进行放大，一般放大倍数为60倍到1000倍不等，进一步的，信号放大模块4还可用于对信号进行整形、对干扰杂波进行滤除；所述端子5用于与外部装置连接。
38.本实施例提供的声发射传感器，利用复合陶瓷2进行信号传导与屏蔽，壳体1与复合陶瓷2连接形成密闭的屏蔽腔室，能有效的对噪音进行屏蔽，能确保声发射传感器的正常工作，且能保护信号放大模块4，避免信号放大模块4因自激损坏。耦合陶瓷片21与金属屏蔽层22压铸而成，避免使用粘合剂或导电胶出现的软化、脱落、变形等问题，复合陶瓷2为标准件，保证了产品的一致性；生产人员将复合陶瓷2与压电陶瓷3焊接，相对于传统工艺中涂导电胶，焊接可减少人员操作差异所导致的不确定性。
39.实施例2
40.如图3所示，本实施例提供一种声发射传感器的制造方法，包括如下步骤：
41.s1、在耦合陶瓷片21上附着金属屏蔽层22，获得复合陶瓷2；所述金属屏蔽层22完全覆盖所述耦合陶瓷片21。
42.所述金属屏蔽层22优选为铜层或锡层，金属屏蔽层22既能导电，又能对干扰信号进行屏蔽。所述在耦合陶瓷片21上附着金属屏蔽层22为：将耦合陶瓷片21与金属屏蔽层22压铸连接，即利用高压或渗透工艺在耦合陶瓷片21上附着一层易焊接的金属屏蔽层22。将耦合陶瓷片21与金属屏蔽层22压铸连接，相对于传统屏蔽方案中利用导电胶充当屏蔽层和导体，可避免高温下导电胶软化的问题；本实施例中也没有使用粘合剂将耦合陶瓷片21与金属屏蔽层22连接，避免了在一定温度和冲击的情况下，使用粘合剂产生间隙并导致工作信号变弱的现象。
43.s2、将压电陶瓷3与金属屏蔽层22连接；压电陶瓷3与金属屏蔽层22的连接方式为焊接，焊接可使压电陶瓷3与金属屏蔽层22充分接触。
44.s3、将信号放大模块4与压电陶瓷3连接。
45.具体来说，信号放大模块4的一端与压电陶瓷3连接，信号放大模块4的另一端与端子5连接，端子5用于与外部装置连接。此实施例中，壳体1为圆柱形开口腔结构的金属壳体1，包括壳壁11与壳盖12，所述壳壁11上设有通孔111，通孔111用于安装端子5，为了便于装配，可将端子5插入通孔111后，再将壳盖12与壳壁11进行连接。
46.s4、将壳体1与复合陶瓷2连接，且复合陶瓷2与壳体1配合形成密闭腔室，所述压电陶瓷3与信号放大模块4位于密闭腔室内。所述壳体1包括与复合陶瓷2连接的连接部112，所述连接部112为与复合陶瓷2适配的连接槽，复合陶瓷2通过连接槽与壳体1过紧配合连接，金属屏蔽层22朝向壳体1内，并与壳体1充分接触从而达到导电的目的，同时形成完整的屏蔽壳体1。
47.本实施例提供的声发射传感器的制造方法，通过将金属屏蔽层22与复合陶瓷2进行连接，形成单面导电的复合陶瓷2，实现对干扰信号的屏蔽；相对于使用导电胶进行导电与干扰信号屏蔽的方案，本方案在高温环境下也可稳定工作，且抗干扰能力强，抗干扰性能不容易随时间衰减。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种声发射传感器，其特征在于，包括：复合陶瓷(2)，包括耦合陶瓷片(21)与金属屏蔽层(22)，所述金属屏蔽层(22)设置于耦合陶瓷片(21)上，所述金属屏蔽层(22)完全覆盖所述耦合陶瓷片(21)；壳体(1)，壳体(1)的一端设有连接部(112)，连接部(112)与复合陶瓷(2)连接，壳体(1)与复合陶瓷(2)配合形成密闭腔室；压电陶瓷(3)，位于密闭腔室内，并与金属屏蔽层(22)连接。2.根据权利要求1所述的声发射传感器，其特征在于，所述耦合陶瓷片(21)与金属屏蔽层(22)压铸连接。3.根据权利要求2所述的声发射传感器，其特征在于，所述金属屏蔽层(22)为铜层或锡层。4.根据权利要求1-3任一项所述的声发射传感器，其特征在于，还包括信号放大模块(4)与端子(5)；所述信号放大模块(4)的第一端与压电陶瓷(3)连接，信号放大模块(4)的第二端与端子(5)连接；端子(5)从密闭腔室内穿过壳体(1)，端子(5)用于与外部装置连接。5.根据权利要求4所述的声发射传感器，其特征在于，所述压电陶瓷(3)与金属屏蔽层(22)焊接。6.根据权利要求5所述的声发射传感器，其特征在于，所述连接部(112)为与复合陶瓷(2)适配的连接槽。7.一种声发射传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在耦合陶瓷片(21)上附着金属屏蔽层(22)，获得复合陶瓷(2)；所述金属屏蔽层(22)完全覆盖所述耦合陶瓷片(21)；将信号放大模块(4)与压电陶瓷(3)连接；将壳体(1)与复合陶瓷(2)连接，且复合陶瓷(2)与壳体(1)配合形成密闭腔室，所述压电陶瓷(3)与信号放大模块(4)位于密闭腔室内。8.根据权利要求7所述的一种声发射传感器的制造方法，其特征在于，所述在耦合陶瓷片(21)上附着金属屏蔽层(22)为：将耦合陶瓷片(21)与金属屏蔽层(22)压铸连接。9.根据权利要求7所述的一种声发射传感器的制造方法，其特征在于，所述金属屏蔽层(22)为铜层或锡层。10.根据权利要求7-9任一项所述的一种声发射传感器的制造方法，其特征在于，压电陶瓷(3)与金属屏蔽层(22)的连接方式为焊接，壳体(1)与复合陶瓷(2)的连接方式为过紧配合连接。

技术总结
本申请提供一种声发射传感器及其制造方法，声发射传感器包括：复合陶瓷，包括耦合陶瓷片与金属屏蔽层，所述金属屏蔽层设置于耦合陶瓷片的一面上，所述金属屏蔽层完全覆盖所述耦合陶瓷片；壳体，壳体的一端设有连接部，连接部与复合陶瓷连接，壳体与复合陶瓷配合形成密闭腔室；压电陶瓷，位于密闭腔室内，并与金属屏蔽层连接。本申请提供的声发射传感器能持久有效地对噪音进行屏蔽，确保声发射传感器的正常工作。作。作。


技术研发人员：狄海涛
受保护的技术使用者：北京通泰恒盛科技有限责任公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/15