一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器的制造方法
【專利摘要】一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，柔性PCB(5)與雙屏蔽高溫電纜(3)相連，所述雙屏蔽高溫電纜(3)通過上蓋(2)、密封組件(6)進行緊固，所述密封組件(6)位于上蓋(2)上端，密封組件(6)與雙屏蔽高溫電纜(3)的銜接處設(shè)有保護套管(7)，雙屏蔽高溫電纜(3)的另一端連接電路處理部件(8)，底座(1)與上蓋(2)形成的空間內(nèi)設(shè)有測溫部件(16)、諧振器組件(4)、柔性PCB(5)、絕緣骨架(9)、膠墊襯板(10)、膠墊(11)、絕緣套(12)以及密封組件(6)，底座(1)的下端設(shè)有開孔(13)，開孔(13)內(nèi)設(shè)有測溫部件(16)，測溫部件(16)通過引線連接柔性PCB(5)，本實用新型具有耐高溫，耐高壓、抗拉以及抗干擾等性能，有效保障了傳感器在高溫、高電壓環(huán)境下的正常使用。
【專利說明】
一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及工程應(yīng)用和沖擊共振解調(diào)檢測領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于200°C高溫環(huán)境下，實時檢測測點振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，兼具檢測振動、沖擊、溫度信號于一體的復(fù)合傳感器已成熟應(yīng)用于大鐵、地鐵、風(fēng)電等應(yīng)用場合，用來檢測大鐵、地鐵、風(fēng)電等設(shè)備的相關(guān)運行數(shù)據(jù)，為設(shè)備的良好運行提供有力保障。但在高鐵、動車車型上，并沒有應(yīng)用的先例，主要是由于高鐵、動車車型在應(yīng)用環(huán)境、安全方面，對復(fù)合傳感器提出了更高要求，具體為:
[0003]1、高鐵、動車車型電機、軸承等位置產(chǎn)生的溫度更高，在高速運行過程中，檢測測點的溫度可達150 °C?200 °C ；
[0004]2、高鐵、動車車型存在高壓，對復(fù)合傳感器的耐壓提出更高要求，相比大鐵、地鐵來講，已經(jīng)提高了一個量級；
[0005]3、高鐵、動車車型對在運行過程中，復(fù)合傳感器所承受的瞬間拉力更高；
[0006]4、高鐵、動車車型對復(fù)合傳感器的干擾的容忍度更低。
[0007]中國專利01113448.8公開了一種應(yīng)用于200°C高溫環(huán)境下的加速度計，但該實用新型側(cè)重于壓電晶片42材料的選擇與制作，并沒有溫度監(jiān)測功能。
[0008]中國專利201210558707.5公開了一種集成振動、沖擊、溫度測量的復(fù)合傳感器，但該實用新型只能應(yīng)用于_55°C?125°C的溫度區(qū)間，不能適用于高溫環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有存在的上述缺陷，提供一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器。
[0010]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，為了適應(yīng)200°C高溫環(huán)境下使用，采用如下結(jié)構(gòu):包括底座I和上蓋2，所述底座I與上蓋2形成的空間內(nèi)設(shè)有諧振器組件4、柔性PCB5、絕緣骨架9、膠墊襯板
1、膠墊11、絕緣套12以及密封組件6，所述膠墊襯板1和膠墊11設(shè)在絕緣骨架9的上方，所述絕緣骨架9、膠墊襯板10和膠墊11用于固定柔性PCB5，所述柔性PCB5的第一連接部51為諧振器組件4的一部分，使諧振器組件4產(chǎn)生的信號傳遞至所述柔性PCB5，所述底座I的下端設(shè)有開孔13，所述開孔13內(nèi)設(shè)有測溫部件16，所述測溫部件16連接至柔性PCB5的一號焊孔54，所述柔性PCB5的二號焊孔55與雙屏蔽高溫電纜3的第一類芯線36、第二類芯線37以及內(nèi)屏蔽層34相連，所述雙屏蔽高溫電纜3通過上蓋2、密封組件6進行緊固，所述絕緣套12緊貼上蓋2內(nèi)部，用于隔離上蓋2、柔性PCB5與雙屏蔽高溫電纜3，所述密封組件6位于上蓋2的上端，所述密封組件6與雙屏蔽高溫電纜3的銜接處設(shè)有保護套管7，所述雙屏蔽高溫電纜3的另一端連接電路處理部件8。
[0011]進一步，所述測溫部件16為熱電偶或熱敏電阻，膠墊襯板10選擇軟化溫度Tg>250°C的材料，如:高性能聚酰亞胺剛性覆銅板和半固化片，膠墊11的材料為硅橡膠，絕緣骨架9的材料為聚酰亞胺、聚苯硫醚或聚酰胺，柔性PCB5選擇耐燃等級為FR-4的材料，如:環(huán)氧玻璃布層壓板和環(huán)氧玻璃纖維板，絕緣套12的材料為氟塑料。
[0012]進一步，所述雙屏蔽高溫電纜3的內(nèi)部有第一類芯線36和第二類芯線37，所述第二類芯線37為2根，用于傳遞振動、沖擊信號，所述第一類芯線36為2根，用于傳遞溫度信號，所述第二類芯線37的外周依次設(shè)有內(nèi)導(dǎo)電層35、內(nèi)屏蔽層34和內(nèi)絕緣層33，所述第一類芯線36與內(nèi)絕緣層33進行雙絞，節(jié)距<40mm，所述第一類芯線36和內(nèi)絕緣層33外周依次設(shè)有高溫聚酯膜纏繞層32、外屏蔽層31、外絕緣層30;
[0013]所述第一類芯線36和第二類芯線37的制作材料為鍍銀銅絲或鍍錫銅絲，所述外絕緣層30和內(nèi)絕緣層33采用的材料為耐高溫的硅橡膠，所述外屏蔽層31和內(nèi)屏蔽層34由鍍錫銅絲或鍍銀銅絲編織而成，編織密度>80%，所述內(nèi)導(dǎo)電層35采用非金屬導(dǎo)電材料，按上述結(jié)構(gòu)即制作成具有強抗干擾性能的低噪音電纜；
[0014]所述非金屬導(dǎo)電材料為石墨粉、粘性導(dǎo)電脂或?qū)щ娤鹉z。
[0015]進一步，所述柔性PCB5包括第一連接部51、第二連接部52和第三連接部53，第二連接部52連接第一連接部51和第三連接部53，所述第三連接部53連接測溫部件16和雙屏蔽高溫電纜3，第一連接部51采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，兩組中間放置壓電晶片42，每組的一層用于傳遞壓電晶片42所產(chǎn)生的電荷信號，另一層用于電氣屏蔽，第二連接部52采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，每組的一層用于傳輸諧振器組件4的信號，另一層用于電氣屏蔽，第三連接部53采用六層PCB結(jié)構(gòu)，兩層用于傳輸諧振器組件4信號，兩層用于電氣屏蔽，兩層用于測溫部件16的信號傳輸。
[0016]進一步，所述密封組件6包括密封橡膠套管61、密封套管62和鎖緊螺母63，所述密封橡膠套管61和密封套管62通過鎖緊螺母63向下壓緊至上蓋2的上部，將雙屏蔽高溫電纜3的一端鎖緊并固定于上蓋2內(nèi)。
[0017]進一步，所述底座I的上端面中心設(shè)有一個標稱值為M2.5-M3的螺栓孔17，底座I的上端面邊緣設(shè)有六個直徑為lmm-1.5mm的圓孔18，六個圓孔18均勻分布，底座I的上端面邊緣設(shè)有一個直徑為lmm-1.5mm的走線孔14。
[0018]進一步，所述底座I的下端是標稱值為M8-M16的螺栓，M8-M16螺栓的上端續(xù)接倒錐形，倒錐形的上端續(xù)接圓柱形平臺，倒錐形的上端直徑大于M8-M16螺栓的直徑，M8-M16螺栓的底部設(shè)有直徑為的開孔13，開孔13用圓蓋板15蓋住，所述開孔13與圓蓋板15的連接部位采用激光進行焊接。底座I的一側(cè)設(shè)有貫穿底座I上部和開孔13的引線孔14，所述引線孔14的直徑為lmm-1.5mm，內(nèi)為測溫部件16的引線。
[0019]進一步，所述諧振器組件4自下而上的零部件依次為第一片異形絕緣片43、柔性PCB5的第一連接部51的第一部分、壓電晶片42、柔性PCB5的第一連接部51的第二部分、第二片異形絕緣片44和質(zhì)量塊41，用螺紋直徑為2.的螺栓46自上而下依次穿過零部件的中心孔，用大于質(zhì)量塊41的重力200倍的壓緊力將零部件緊固在底座I上，所述第一片異形絕緣片43和第二片異形絕緣片44的材料為氟塑料。
[0020]進一步，所述第一片異形絕緣片43的下方設(shè)有耐壓膜45，所述壓電晶片42采用耐尚溫的陶瓷壓電晶片--SPT系列。
[0021]進一步，所述耐壓膜45的材料為聚酰亞胺。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果為:
[0023](I)耐高溫，本實用新型將測量振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器的應(yīng)用環(huán)境提高到200°C，短時間應(yīng)用溫度可達250°C，而電子元器件的使用環(huán)境溫度一般不超過125°C，超過125°C會導(dǎo)致電子元器件性能急速下降甚至損壞，為了適應(yīng)這種高溫應(yīng)用環(huán)境，本實用新型將電路處理部件8移出高溫風(fēng)險區(qū)域，以規(guī)避由電子元器件的損壞所導(dǎo)致的傳感器功能異常，且在不影響復(fù)合傳感器性能可靠性的前提下，復(fù)合傳感器的材料選擇耐高溫的材質(zhì)，實現(xiàn)復(fù)合傳感器的耐高溫特性。
[0024](2)耐高壓，在相同的結(jié)構(gòu)下，將耐壓等級由現(xiàn)有技術(shù)的1500Vac提高到4000Vac，為了在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高的電氣隔離性能，本實用新型使用耐壓膜45使底座I與諧振器組件4隔離開，使用絕緣骨架9隔離上蓋2與諧振器組件4，使用第一異形絕緣片43和第二異形絕緣片44的重疊嵌套，既隔離了螺栓46與諧振器組件4，同時加大了螺栓46對諧振器組件4的放電距離，使用絕緣套12隔離上蓋與柔性PCB5、雙屏蔽高溫電纜3。
[0025](3)抗拉，雙屏蔽高溫電纜3的第一芯線36、第二芯線37以及內(nèi)屏蔽層34與柔性PCB5的焊孔55之間的連接，采用高溫焊錫絲進行焊接，有效提高傳感器在高溫環(huán)境下的熱態(tài)拉力性能。
[0026](4)抗干擾，本實用新型使用雙屏蔽高溫電纜3傳輸由諧振器組件4所產(chǎn)生的微弱信號，這種內(nèi)外雙屏蔽的方式能有效抑制外部的干擾信號；另外，諧振器組件4的微弱信號經(jīng)過電路處理部件8之后，采用電流傳輸方式進行遠傳，減少因輸出阻抗、電纜阻值等因素引起的ig號失真。
【附圖說明】

[0027]圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖2為圖1所述殼體的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖3為圖1所述底座的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖4為雙屏蔽高溫電纜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5為圖1所述柔性PCB的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本實用新型實施例1的諧振器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7為本實用新型實施例2的諧振器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。
[0035]實施例1
[0036]參照附圖1-圖5，本實施例包括底座I和上蓋2，所述底座I與上蓋2形成的空間內(nèi)設(shè)有諧振器組件4、柔性PCB5、絕緣骨架9、膠墊襯板10、膠墊11、絕緣套12以及密封組件6，所述膠墊襯板10和膠墊11設(shè)在絕緣骨架9的上方，所述絕緣骨架9、膠墊襯板10和膠墊11用于固定柔性PCB5，所述柔性PCB5的第一連接部51為諧振器組件4的一部分，使諧振器組件4產(chǎn)生的信號傳遞至所述柔性PCB5，所述底座I的下端設(shè)有開孔13，所述開孔13內(nèi)設(shè)有測溫部件16，所述測溫部件16連接至柔性PCB5的一號焊孔54，所述柔性PCB5的二號焊孔55與雙屏蔽高溫電纜3的第一類芯線36、第二類芯線37以及內(nèi)屏蔽層34相連，所述雙屏蔽高溫電纜3通過上蓋2、密封組件6進行緊固，所述絕緣套12緊貼上蓋2內(nèi)部，用于隔離上蓋2、柔性PCB5與雙屏蔽高溫電纜3，所述密封組件6位于上蓋2的上端，所述密封組件6與雙屏蔽高溫電纜3的銜接處設(shè)有保護套管7，所述雙屏蔽高溫電纜3的另一端連接電路處理部件8。
[0037]本實施例中，所述測溫部件16為熱電偶或熱敏電阻，膠墊襯板10選擇軟化溫度Tg>250°C的材料，如:高性能聚酰亞胺剛性覆銅板，膠墊的材料為硅橡膠，絕緣骨架9的材料為聚苯硫醚PPS，柔性PCB5選擇耐燃等級為FR-4的材料，如:環(huán)氧玻璃布層壓板，絕緣套12的材料為氟塑料。
[0038]本實施例中，所述雙屏蔽高溫電纜3的內(nèi)部有第一類芯線36和第二類芯線37，所述第二類芯線37為2根，用于傳遞振動、沖擊信號，所述第一類芯線36為2根，用于傳遞溫度信號，所述第二類芯線37的外周依次設(shè)有內(nèi)導(dǎo)電層35、內(nèi)屏蔽層34和內(nèi)絕緣層33，所述第一類芯線36與內(nèi)絕緣層33進行雙絞，節(jié)距<40mm，所述第一類芯線36和內(nèi)絕緣層33外周依次設(shè)有高溫聚酯膜纏繞層32、外屏蔽層31、外絕緣層30;
[0039]所述第一類芯線36和第二類芯線37的制作材料為鍍銀銅絲，所述外絕緣層30和內(nèi)絕緣層33采用的材料為耐高溫的硅橡膠，所述外屏蔽層31和內(nèi)屏蔽層34由鍍錫銅絲編織而成，編織密度>80%，所述內(nèi)導(dǎo)電層35采用非金屬導(dǎo)電材料，按上述結(jié)構(gòu)方案即制得具有強抗干擾性能的低噪音電纜；
[0040]所述非金屬導(dǎo)電材料為石墨粉。
[0041 ] 參照附圖5，本實施例中，所述柔性PCB5包括第一連接部51、第二連接部52和第三連接部53，第二連接部52將第一連接部51和第三連接部53連接，所述第三連接部53連接測溫部件16和雙屏蔽高溫電纜3，第一連接部51采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，兩組中間放置壓電晶片42，每組的一層用于傳遞壓電晶片42所產(chǎn)生的電荷信號，一層用于電氣屏蔽，第二連接部52采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，每組的一層用于傳輸諧振器組件4的信號，另一層用于電氣屏蔽，第三個連接部采用六層PCB結(jié)構(gòu)，兩層用于傳輸諧振器組件4的信號，兩層用于電氣屏蔽，兩層用于測溫部件16的信號傳輸。
[0042]參照附圖2，本實施例中，所述密封組件6包括密封橡膠套管61、密封套管62和鎖緊螺母63，所述密封橡膠套管61和密封套管62通過鎖緊螺母63向下壓緊至上蓋2的上部，將雙屏蔽高溫電纜3的一端鎖緊并固定于上蓋2內(nèi)。
[0043]參照附圖3，本實施例中，所述底座I的上端面中心設(shè)有一個標稱值為M2.5-M3的螺栓孔17，底座I的上端面邊緣設(shè)有六個直徑為Imm-1.5mm的圓孔18，六個圓孔18均勻分布，底座I的上端面邊緣設(shè)有一個直徑為lmm-1.5mm的走線孔14。
[0044]參照附圖2，本實施例中，所述底座I的下端是標稱值為M8-M16的螺栓，M8-M16螺栓的上端續(xù)接倒錐形，倒錐形的上端續(xù)接圓柱形平臺，倒錐形的上端直徑大于M8-M16螺栓的直徑，M8-M16螺栓的底部設(shè)有直徑為的開孔13，開孔13用圓蓋板15蓋住，所述開孔13與圓蓋板15的連接部位采用激光進行焊接。底座I的一側(cè)設(shè)有貫穿底座I上部和開孔13的引線孔14，所述引線孔14的直徑為lmm-1.5mm，引線孔14內(nèi)為測溫部件16的引線。
[0045]參照附圖6，本實施例中，所述諧振器組件4自下而上的零部件依次為第一片異形絕緣片43、柔性PCB5的第一連接部51的第一部分、壓電晶片42、柔性PCB5的第一連接部51的第二部分、第二片異形絕緣片44和質(zhì)量塊41，用螺紋直徑為2.的螺栓46自上而下依次穿過零部件的中心孔，用大于質(zhì)量塊41的重力200倍的壓緊力將零部件緊固在底座I上，所述第一片異形絕緣片43和第二片異形絕緣片44的材料為氟塑料，所述第一片異形絕緣片43的下方設(shè)有耐壓膜45，所述耐壓膜45的材料為聚酰亞胺PI，壓電晶片42采用耐高溫的陶瓷壓電晶片--SPT系列。
[0046]本實用新型通過將信號的電路處理部件8移出高溫風(fēng)險區(qū)域，傳感器的材料選擇耐高溫的材質(zhì)，實現(xiàn)了傳感器的耐高溫特性;選用合適絕緣材料，改進傳感器的結(jié)構(gòu)，將耐壓等級由現(xiàn)有技術(shù)的1500Vac提高到4000Vac，在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高的電氣隔離性能，實現(xiàn)了傳感器的耐高壓特性;通過雙屏蔽高溫電纜3的使用，有效提高了抗拉和抗干擾性能，使本實用新型能夠在高溫、高壓環(huán)境下的正常使用。
[0047]實施例2
[0048]參照附圖1-圖5，本實施例包括底座I和上蓋2，所述底座I與上蓋2形成的空間內(nèi)設(shè)有諧振器組件4、柔性PCB5、絕緣骨架9、膠墊襯板10、膠墊11、絕緣套12以及密封組件6，所述膠墊襯板10和膠墊11設(shè)在絕緣骨架9的上方，所述絕緣骨架9、膠墊襯板10和膠墊11用于固定柔性PCB5，所述柔性PCB5的第一連接部51為諧振器組件4的一部分，使諧振器組件4產(chǎn)生的信號傳遞至所述柔性PCB5，所述底座I的下端設(shè)有開孔13，所述開孔13內(nèi)設(shè)有測溫部件16，所述測溫部件16連接至柔性PCB5的一號焊孔54，所述柔性PCB5的二號焊孔55與雙屏蔽高溫電纜3的第一類芯線36、第二類芯線37以及內(nèi)屏蔽層34相連，所述雙屏蔽高溫電纜3通過上蓋2、密封組件6進行緊固，所述絕緣套12緊貼上蓋2內(nèi)部，用于隔離上蓋2、柔性PCB5與雙屏蔽高溫電纜3，所述密封組件6位于上蓋2的上端，所述密封組件6與雙屏蔽高溫電纜3的銜接處設(shè)有保護套管7，所述雙屏蔽高溫電纜3的另一端連接電路處理部件8。
[0049]本實施例中，所述測溫部件16為熱電偶或熱敏電阻，膠墊襯板10選擇軟化溫度Tg>250°C的材料，如:半固化片，膠墊的材料為硅橡膠，絕緣骨架9的材料為聚酰亞胺PI，柔性PCB5選擇耐燃等級為FR-4的材料，如:環(huán)氧玻璃纖維板，絕緣套12的材料為氟塑料。
[0050]本實施例中，所述雙屏蔽高溫電纜3的內(nèi)部有第一類芯線和第二類芯線，所述第二類芯線37為2根，用于傳遞振動、沖擊信號，所述第一類芯線36為2根，用于傳遞溫度信號，所述第二類芯線37的外周依次設(shè)有內(nèi)導(dǎo)電層35、內(nèi)屏蔽層34和內(nèi)絕緣層33，所述第一類芯線36與內(nèi)絕緣層33進行雙絞，節(jié)距<40mm，所述第一類芯線36和內(nèi)絕緣層33外周依次設(shè)有高溫聚酯膜纏繞層32、外屏蔽層31、外絕緣層30;
[0051]所述第一類芯線36和第二類芯線37的制作材料為鍍錫銅絲，所述外絕緣層30和內(nèi)絕緣層33采用的材料為耐高溫的硅橡膠，所述外屏蔽層31和內(nèi)屏蔽層34由鍍銀銅絲編織而成，編織密度>80%，所述內(nèi)導(dǎo)電層35采用非金屬導(dǎo)電材料，按上述結(jié)構(gòu)方案即制得具有強抗干擾性能的低噪音電纜；
[0052]所述非金屬導(dǎo)電材料為粘性導(dǎo)電脂。
[0053]參照附圖5，本實施例中，所述柔性PCB5包括第一連接部51、第二連接部52和第三連接部53，第二連接部52將第一連接部51和第三連接部53連接，所述第三連接部53連接測溫部件16和雙屏蔽高溫電纜3，第一連接部51采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，兩組中間放置壓電晶片42，每組的一層用于傳遞壓電晶片42所產(chǎn)生的電荷信號，一層用于電氣屏蔽，第二連接部52采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，每組的一層用于傳輸諧振器組件4的信號，另一層用于電氣屏蔽，第三個連接部采用六層PCB結(jié)構(gòu)，兩層用于傳輸諧振器組件4的信號，兩層用于電氣屏蔽，兩層用于測溫部件16的信號傳輸。
[0054]參照附圖2，本實施例中，所述密封組件6包括密封橡膠套管61、密封套管62和鎖緊螺母63，所述密封橡膠套管61和密封套管62通過鎖緊螺母63向下壓緊至上蓋2的上部，將雙屏蔽高溫電纜3的一端鎖緊并固定于上蓋2內(nèi)。
[0055]參照附圖3，本實施例中，所述底座I的上端面中心設(shè)有一個標稱值為M2.5-M3的螺栓孔17，底座I的上端面邊緣設(shè)有六個直徑為Imm-1.5mm的圓孔18，六個圓孔18均勻分布，底座I的上端面邊緣設(shè)有一個直徑為lmm-1.5mm的走線孔14。
[0056]參照附圖2，本實施例中，所述底座I的下端是標稱值為M8-M16的螺栓，M8-M16螺栓的上端續(xù)接倒錐形，倒錐形的上端續(xù)接圓柱形平臺，倒錐形的上端直徑大于M8-M16螺栓的直徑，M8-M16螺栓的底部設(shè)有直徑為的開孔13，開孔13用圓蓋板15蓋住，所述開孔13與圓蓋板15的連接部位采用激光進行焊接。底座I的一側(cè)設(shè)有貫穿底座I上部和開孔13的引線孔14，所述引線孔14的直徑為lmm-1.5mm，引線孔14內(nèi)為測溫部件16的引線。
[0057]參照附圖7，本實施例中，所述諧振器組件4自下而上的零部件依次為第一片異形絕緣片43、柔性PCB5的第一連接部51的第一部分、壓電晶片42、柔性PCB5的第一連接部51的第二部分、第二片異形絕緣片44和質(zhì)量塊41，用螺紋直徑為2.的螺栓46自上而下依次穿過零部件的中心孔，用大于質(zhì)量塊41的重力200倍的壓緊力將零部件緊固在底座I上，所述第一片異形絕緣片43和第二片異形絕緣片44的材料為氟塑料，壓電晶片42采用耐高溫的陶瓷壓電晶片42——SPT系列。
[0058]本實用新型通過將信號的電路處理部件8移出高溫風(fēng)險區(qū)域，傳感器的材料選擇耐高溫的材質(zhì)，實現(xiàn)了傳感器的耐高溫特性;選用合適絕緣材料，改進傳感器的結(jié)構(gòu)，將耐壓等級由現(xiàn)有技術(shù)的1500Vac提高到4000Vac，在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高的電氣隔離性能，實現(xiàn)了傳感器的耐高壓特性;通過雙屏蔽高溫電纜3的使用，有效提高了抗拉和抗干擾性能，使本實用新型能夠在高溫、高壓環(huán)境下的正常使用。
[0059]實施例3
[0060]本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于，絕緣骨架9的材料為聚酰胺PA46;其余同實施例I相同。
[0061]本實用新型通過將信號的電路處理部件8移出高溫風(fēng)險區(qū)域，傳感器的材料選擇耐高溫的材質(zhì)，實現(xiàn)了傳感器的耐高溫特性;選用合適絕緣材料，改進傳感器的結(jié)構(gòu)，將耐壓等級由現(xiàn)有技術(shù)的1500Vac提高到4000Vac，在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高的電氣隔離性能，實現(xiàn)了傳感器的耐高壓特性;通過雙屏蔽高溫電纜3的使用，有效提高了抗拉和抗干擾性能，使本實用新型能夠在高溫、高壓環(huán)境下的正常使用。
【主權(quán)項】
1.一種在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，為了適應(yīng)200°c高溫環(huán)境下使用，采用如下結(jié)構(gòu):包括底座(I)和上蓋(2)，所述底座(I)與上蓋(2)形成的空間內(nèi)設(shè)有諧振器組件(4)、柔性PCB(5)、絕緣骨架(9)、膠墊襯板(10)、膠墊(11)、絕緣套(12)以及密封組件(6)，所述膠墊襯板(10)和膠墊(11)設(shè)在絕緣骨架(9)的上方，所述絕緣骨架(9)、膠墊襯板(10)和膠墊(11)用于固定柔性PCB(5)，所述底座(I)的下端設(shè)有開孔(13)，所述開孔(13)內(nèi)設(shè)有測溫部件(16)，所述測溫部件(16)連接柔性PCB(5)，所述柔性PCB(5)與雙屏蔽高溫電纜(3)相連，所述雙屏蔽高溫電纜(3)通過上蓋(2)、密封組件(6)進行緊固，所述絕緣套(12)緊貼上蓋(2)內(nèi)部，用于隔離上蓋(2)、柔性PCB(5)與雙屏蔽高溫電纜(3)，所述密封組件(6)位于上蓋(2)的上端，所述密封組件(6)與雙屏蔽高溫電纜(3)的銜接處設(shè)有保護套管(7)，所述雙屏蔽高溫電纜(3)的另一端連接電路處理部件(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述柔性PCB(5)的第一連接部(51)為諧振器組件(4)的一部分，使諧振器組件(4)產(chǎn)生的信號傳遞至所述柔性PCB(5)，所述測溫部件(16)連接至柔性PCB(5)的一號焊孔(54)，所述柔性PCB(5)的二號焊孔(55)與雙屏蔽高溫電纜(3)的第一類芯線(36)、第二類芯線(37)以及內(nèi)屏蔽層(34)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述測溫部件(16)為熱電偶或熱敏電阻，膠墊襯板(10)選擇軟化溫度Tg>250°C的材料，膠墊(11)的材料為硅橡膠，絕緣骨架(9)的材料為聚酰亞胺、聚苯硫醚或聚酰胺，柔性PCB(5)選擇耐燃等級為FR-4的材料，絕緣套(12)的材料為氟塑料。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述雙屏蔽高溫電纜(3)的內(nèi)部有第一類芯線(36)和第二類芯線(37)，所述第二類芯線(37)為2根，用于傳遞振動、沖擊信號，所述第一類芯線(36)為2根，用于傳遞溫度信號，所述第二類芯線(37)的外周依次設(shè)有內(nèi)導(dǎo)電層(35)、內(nèi)屏蔽層(34)和內(nèi)絕緣層(33)，所述第一類芯線(36)與內(nèi)絕緣層(33)進行雙絞，節(jié)距<40mm，所述第一類芯線(36)和內(nèi)絕緣層(33)的外周均依次設(shè)有高溫聚酯膜纏繞層(32)、外屏蔽層(31)、外絕緣層(30); 所述第一類芯線(36)和第二類芯線(37)的制作材料為鍍銀銅絲或鍍錫銅絲，所述外絕緣層(30)和內(nèi)絕緣層(33)采用的材料為耐高溫的硅橡膠，所述外屏蔽層(31)和內(nèi)屏蔽層(34)由鍍錫銅絲或鍍銀銅絲編織而成，編織密度>80%，所述內(nèi)導(dǎo)電層(35)采用非金屬導(dǎo)電材料； 所述非金屬導(dǎo)電材料為石墨粉、粘性導(dǎo)電脂或?qū)щ娤鹉z。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述柔性PCB(5)包括第一連接部(51)、第二連接部(52)和第三連接部(53)，第二連接部(52)連接第一連接部(51)和第三連接部(53)，所述第三連接部(53)連接測溫部件(16)和雙屏蔽高溫電纜(3)，第一連接部(51)采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，兩組中間放置壓電晶片(42)，每組的一層用于傳遞壓電晶片(42)所產(chǎn)生的電荷信號，另一層用于電氣屏蔽，第二連接部(52)采用兩組對稱的雙層PCB結(jié)構(gòu)，每組的一層用于傳輸諧振器組件(4)的信號，另一層用于電氣屏蔽，第三連接部(53)采用六層PCB結(jié)構(gòu)，兩層用于傳輸諧振器組件(4)信號，兩層用于電氣屏蔽，兩層用于測溫部件(16)的信號傳輸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述密封組件(6)包括密封橡膠套管(61)、密封套管(62)和鎖緊螺母(63)，所述密封橡膠套管(61)和密封套管(62)通過鎖緊螺母(63)向下壓緊至上蓋(2)的上部，將雙屏蔽高溫電纜(3)的一端鎖緊并固定在上蓋(2)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述底座(I)的上端面中心開有一個標稱值為M2.5-M3的螺栓孔(17)，底座(I)的上端面邊緣設(shè)有六個直徑為1-1.5mm的圓孔(18)，六個圓孔(18)均勻分布，底座(I)的上端面邊緣設(shè)有一個直徑為1-1.5mm的引線孔(14)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述底座(I)的下端是標稱值為M8-M16的螺栓，M8-M16螺栓的上端續(xù)接倒錐形，倒錐形的上端續(xù)接圓柱形平臺，倒錐形的上端直徑大于M8-M16螺栓的直徑，M8-M16螺栓的底部設(shè)有直徑為2-3mm的開孔(13)，開孔(13)用圓蓋板(15)蓋住，所述開孔(13)與圓蓋板(15)的連接部位采用激光進行焊接；底座(I)的一側(cè)設(shè)有貫穿底座(I)上部和開孔(13)的引線孔(14)，所述引線孔(14)的直徑為1-1.5mm，引線孔(14)內(nèi)為測溫部件(16)的引線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述諧振器組件(4)自下而上依次包括第一片異形絕緣片(43)、柔性PCB(5)的第一連接部(51)的第一部分、壓電晶片(42)、柔性PCB (5)的第一連接部(51)的第二部分、第二片異形絕緣片(44)和質(zhì)量塊(41)，用螺紋直徑為2.5-3mm的螺栓(46)自上而下依次穿過零部件的中心孔，用大于質(zhì)量塊(41)的重力200倍的壓緊力將零部件緊固在底座(I)上，所述第一片異形絕緣片(43)和第二片異形絕緣片(44)的材料為氟塑料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在高溫環(huán)境下檢測振動、沖擊、溫度的復(fù)合傳感器，其特征在于，所述第一片異形絕緣片(43)的下方設(shè)有耐壓膜(45)，所述耐壓膜(45)的材料為聚酰亞胺，所述壓電晶片(42)采用耐高溫的陶瓷壓電晶片一一SPT系列。
【文檔編號】G01M7/02GK205691307SQ201620518898
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月1日 公開號201620518898.6, CN 201620518898, CN 205691307 U, CN 205691307U, CN-U-205691307, CN201620518898, CN201620518898.6, CN205691307 U, CN205691307U
【發(fā)明人】唐德堯, 曾承志, 施文欽, 李敏, 陳偉琪
【申請人】唐智科技湖南發(fā)展有限公司