車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，包括有稱重受力型材和石英壓電傳感器，所述稱重受力型材包括有受力形變腔體，它還包括兩組形變傳導(dǎo)塊，第一組所述形變傳導(dǎo)塊、所述石英壓電傳感器和第二組所述形變傳導(dǎo)塊均設(shè)置在所述受力形變腔體內(nèi)且自上而下依序疊加在一起，第一組所述形變傳導(dǎo)塊的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊的下受力面分別與所述受力形變腔體的上下受力內(nèi)腔面接觸，所述形變傳導(dǎo)塊兩側(cè)分別開設(shè)有緩沖凹槽。該車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器具有設(shè)計(jì)科學(xué)、使用壽命長(zhǎng)、稱量準(zhǔn)確和便于安裝和固定的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種傳感器，具體的說，涉及一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器。 車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有車輛壓電傳感器的稱重結(jié)果是依靠石英晶片上所承受的壓力而得到的，稱重 時(shí)通常受到橫向的剪切力受力腔體發(fā)生變形致使堅(jiān)向分力無法集中在石英晶片上導(dǎo)致稱 量結(jié)果準(zhǔn)確性差。石英晶片易碎，在使用過程中容易因受力不均損壞。如何在準(zhǔn)確稱重的 前提下使作用于石英晶片上的壓力均勻分布，提高壓電傳感器的使用壽命是需要迫切解決 的問題。
[0003] 為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、使用壽命長(zhǎng)、稱量 準(zhǔn)確和便于安裝和固定的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器， 包括有稱重受力型材和石英壓電傳感器，所述稱重受力型材包括有受力形變腔體，其特征 在于：它還包括兩組形變傳導(dǎo)塊，第一組所述形變傳導(dǎo)塊、所述石英壓電傳感器和第二組所 述形變傳導(dǎo)塊均設(shè)置在所述受力形變腔體內(nèi)且自上而下依序疊加在一起，第一組所述形變 傳導(dǎo)塊的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊的下受力面分別與所述受力形變腔體的上下 受力內(nèi)腔面接觸，所述形變傳導(dǎo)塊兩側(cè)分別開設(shè)有緩沖凹槽。
[0006] 基于上述，所述形變傳導(dǎo)塊兩側(cè)的緩沖凹槽沿所述形變傳導(dǎo)塊的堅(jiān)向中心一一對(duì) 稱設(shè)置，第一組所述形變傳導(dǎo)塊、所述石英壓電傳感器、第二組所述形變傳導(dǎo)塊和所述受力 形變腔體的堅(jiān)向中心在一條直線上。
[0007] 基于上述，同一所述形變傳導(dǎo)塊兩側(cè)的緩沖凹槽之間最近的距離不小于所述石英 壓電傳感器的寬度，兩組所述形變傳導(dǎo)塊的長(zhǎng)度不小于所述石英壓電傳感器的長(zhǎng)度。
[0008] 基于上述，所述受力形變腔體是由上下受力腔壁和左右受力形變腔壁構(gòu)成的圓筒 狀腔體，其中，上下兩個(gè)所述受力腔壁的內(nèi)壁形成兩個(gè)受力凸臺(tái)，兩個(gè)所述受力凸臺(tái)的外表 面即上下受力內(nèi)腔面彼此平行。
[0009] 基于上述，上下兩個(gè)所述受力腔壁的壁厚均勻一致，左右兩個(gè)所述受力形變腔壁 的壁厚均勻一致。
[0010] 基于上述，它還包括設(shè)置在所述受力形變腔體內(nèi)的安裝骨架，所述安裝骨架包括 兩組堅(jiān)板和設(shè)置在兩組所述堅(jiān)板之間的橫板，所述橫板上開設(shè)有N個(gè)石英晶片保護(hù)孔；所 述石英壓電傳感器包括上電極、下電極和設(shè)置在所述上電極和所述下電極之間的N片石英 晶片；所述橫板卡設(shè)在所述上電極和所述下電極之間，并等距間隔設(shè)有N個(gè)石英晶片保護(hù) 孔，所述石英晶片設(shè)置在所述石英晶片保護(hù)孔內(nèi)，其上下端面分別凸出所述橫板，兩組所述 形變傳導(dǎo)塊設(shè)置在所述安裝骨架內(nèi)，且第一組所述形變傳導(dǎo)塊的上受力面和第二組所述形 變傳導(dǎo)塊的下受力面分別凸出所述安裝骨架的上下端面，N是自然數(shù)。
[0011] 基于上述，所述安裝骨架兩組堅(jiān)板的外側(cè)分別設(shè)置有架體定位臂，所述安裝骨架 兩側(cè)的架體定位臂外端部分別對(duì)應(yīng)所述受力形變腔體的左右受力形變內(nèi)腔壁且非接觸設(shè) 置。
[0012] 基于上述，所述稱重受力型材還包括平行設(shè)置的稱重受力頂板和稱重支撐底板， 以及設(shè)置在所述稱重受力頂板上的路面受力層，所述受力腔體設(shè)置在所述稱重受力頂板和 所述稱重支撐底板之間，所述受力形變腔體的中心、所述稱重受力頂板和所述稱重支撐底 板的中心在一條堅(jiān)直線上。
[0013] 基于上述，所述受力形變腔體兩側(cè)分別設(shè)置有緩沖隔離層，所述路面受力層和所 述稱重受力頂板的兩側(cè)分別設(shè)置有隔離層。
[0014] 本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步，具體的說，該車輛動(dòng) 態(tài)稱重壓電傳感器的受力傳導(dǎo)塊設(shè)有緩沖凹槽能夠使作用于所述石英壓電傳感器上下受 力面的力分布均勻，防止所述石英壓電傳感器內(nèi)石英晶片損壞，延長(zhǎng)其使用壽命；進(jìn)一步 說，本發(fā)明的受力形變腔體的采用兩兩相對(duì)腔壁壁厚均勻一致的圓筒形結(jié)構(gòu)，其側(cè)向能承 受較大的剪切力，并且能夠使堅(jiān)向力集中到所述形變傳導(dǎo)塊，提高了稱量的準(zhǔn)確性；再一步 說，本發(fā)明設(shè)置有安裝骨架，便于所述石英壓電傳感器及所述形變傳導(dǎo)塊的安裝、固定和定 位，其具有設(shè)計(jì)科學(xué)、使用壽命長(zhǎng)、稱量準(zhǔn)確和便于安裝的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖中：1.受力形變腔體，2.形變傳導(dǎo)塊，21.緩沖凹槽，3.電極，4.石英晶片組， 5.安裝骨架，6.稱重受力頂板，7.稱重支撐底板，8.路面受力層，91.緩沖隔離層，92.隔 尚層。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018] 如圖1所示，一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，包括有稱重受力型材和石英壓電傳 感器，所述石英壓電傳感器包括電極3和石英晶片組4 ;所述稱重受力型材包括有受力形變 腔體1，它還包括兩組形變傳導(dǎo)塊2,第一組所述形變傳導(dǎo)塊2、所述石英壓電傳感器和第二 組所述形變傳導(dǎo)塊2均設(shè)置在所述受力形變腔體1內(nèi)且自上而下依序疊加在一起，第一組 所述形變傳導(dǎo)塊2的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊2的下受力面分別與所述受力形變 腔體1的上下受力內(nèi)腔面接觸，所述形變傳導(dǎo)塊2兩側(cè)分別開設(shè)有緩沖凹槽21。當(dāng)分布不 均勻的堅(jiān)向力作用于所述形變傳導(dǎo)塊2時(shí)，所述緩沖凹槽21處發(fā)生形變使所述形變傳導(dǎo)塊 2依舊均勻壓覆在所述石英壓電傳感器上，所述石英壓電傳感器上下受力面的作用力均勻 分布，防止作用力分布不均損壞所述石英晶片組4,延長(zhǎng)該車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器的使用 壽命。
[0019] 為使作用于所述形變受力腔體1上的堅(jiān)向分力全部集中于所述形變傳導(dǎo)塊2,并 且使作用于所述傳導(dǎo)受力塊2的堅(jiān)向力均勻作用于所述石英壓電傳感器，所述形變傳導(dǎo)塊 2兩側(cè)的緩沖凹槽沿所述形變傳導(dǎo)塊2的堅(jiān)向中心一一對(duì)稱設(shè)置，第一組所述形變傳導(dǎo)塊 2、所述石英壓電傳感器、第二組所述形變傳導(dǎo)塊2和所述受力形變腔體1的堅(jiān)向中心在一 條直線上。同一所述形變傳導(dǎo)塊2兩側(cè)的緩沖凹槽21之間最近的距離大于所述石英壓電 傳感器的寬度，兩組所述形變傳導(dǎo)塊2的長(zhǎng)度大于所述石英壓電傳感器的長(zhǎng)度。在實(shí)踐中， 所述形變傳導(dǎo)塊2的長(zhǎng)度和所述石英壓電傳感器的長(zhǎng)度分別等于稱重路面的寬度。
[0020] 本實(shí)施例提供一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器的具體結(jié)構(gòu)，所述受力形變腔體1是 由上下受力腔壁和左右受力形變腔壁構(gòu)成的圓筒狀腔體，其中，上下兩個(gè)所述受力腔壁的 內(nèi)壁形成兩個(gè)受力凸臺(tái)，兩個(gè)所述受力凸臺(tái)的外表面即上下受力內(nèi)腔面彼此平行，使得所 述受力形變腔體1堅(jiān)向受力均衡傳遞給所述形變傳導(dǎo)塊2 ;上下兩個(gè)所述受力腔壁的壁厚 均勻一致，左右兩個(gè)所述受力形變腔的壁厚均勻一致，壁厚均勻的圓筒形結(jié)構(gòu)使所述受力 形變腔體1受力過渡均勻，側(cè)向能承受較大的剪切力，使作用于所述受力形變腔體1的堅(jiān)向 力集中在所述形變傳導(dǎo)塊2上，該車輛動(dòng)態(tài)稱重傳感器的稱量的準(zhǔn)確性大大增加。
[0021] 為了便于所述石英壓電傳感器及形變傳導(dǎo)塊2的安裝和固定，本發(fā)明還包括設(shè)置 在所述受力形變腔體內(nèi)的安裝骨架5,所述安裝骨架5包括兩組堅(jiān)板和設(shè)置在兩組所述堅(jiān) 板之間的橫板，所述橫板上開設(shè)有N個(gè)石英晶片保護(hù)孔。所述石英壓電傳感器包括上電極、 下電極和設(shè)置在所述上電極和所述下電極之間的N片石英晶片，所述上電極和所述下電極 構(gòu)成所述電極3。所述橫板卡設(shè)在所述上電極和所述下電極之間，并等距間隔設(shè)有N個(gè)石英 晶片保護(hù)孔，所述石英晶片設(shè)置在所述石英晶片保護(hù)孔內(nèi)，其上下端面分別凸出所述橫板， 構(gòu)成所述石英晶片組4。兩組所述形變傳導(dǎo)塊2設(shè)置在所述安裝骨架5內(nèi)，且第一組所述形 變傳導(dǎo)塊2的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊2的下受力面分別凸出所述安裝骨架5橫 板的上下端面，N是自然數(shù)。
[0022] 為了便于所述安裝骨架5、所述受力傳導(dǎo)塊2及所述石英壓電傳感器三者作為一 個(gè)整體在所述受力形變腔體1內(nèi)的定位，所述安裝骨架5兩組堅(jiān)板的外側(cè)分別設(shè)置有架體 定位臂，所述安裝骨架5兩側(cè)的架體定位臂外端部分別對(duì)應(yīng)所述受力形變腔體1的左右受 力形變內(nèi)腔壁且非接觸設(shè)置。
[0023] 所述稱重受力型材還包括平行設(shè)置的稱重受力頂板6和稱重支撐底板7,所述受 力形變腔體1設(shè)置在所述稱重受力頂板6和所述稱重支撐底板7之間，所述受力形變腔體1 的中心、所述稱重受力頂板6和所述稱重支撐底板7的中心在一條堅(jiān)直線上使得所述受力 形變腔體1堅(jiān)向受力均衡并且沿堅(jiān)向向所述石英壓電傳感器傳遞。
[0024] 本發(fā)明還包括設(shè)置在所述稱重受力頂板6上的路面受力層8,所述路面受力層8可 選擇與路面性能相當(dāng)?shù)牟牧?。所述受力腔體1的兩側(cè)分別設(shè)置有緩沖隔離層91，所述緩沖 隔離層91由發(fā)泡泡沫構(gòu)成。在受力形變腔體向外產(chǎn)生形變時(shí)，緩沖隔離層91可起到緩沖 作用，另外，在澆筑灌封固定時(shí)，可起到灌封材料與所述受力腔體1之間的隔離作用。所述 路面受力層8和所述稱重受力頂板6的兩側(cè)分別設(shè)置有隔離層92,所述隔離層92由泡棉構(gòu) 成。在澆筑灌封固定時(shí)，所述隔離層92可起到灌封材料與所述路面受力層8及所述稱重受 力頂板6的隔離作用。
[0025] 安裝時(shí)，稱重支撐底板7朝下，將該車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器放置于挖掘好的槽 內(nèi)，路面受力層8上表面與路面平齊，再澆筑灌封固定即可。
[0026] 車輛通過路面受力層8,繼而，將車輛的重力依次傳遞給稱重受力頂板6、受力形 變腔體1和形變傳導(dǎo)塊2,此時(shí)，形變傳導(dǎo)塊2將堅(jiān)向作用力均勻的傳遞給石英壓電傳感器， 此時(shí)，石英晶片受力產(chǎn)生電荷，因電荷量與外力大小成正比，用電路檢測(cè)出所產(chǎn)生電荷的多 少，即可計(jì)算出車輛或重物的重量。
[0027] 壓電效應(yīng)是指某些晶體，當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象， 同時(shí)在其兩受力面上產(chǎn)生大小相等符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)； 當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性也隨著改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成 正比。
[0028] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然 可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā) 明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，包括有稱重受力型材和石英壓電傳感器，所述稱重 受力型材包括有受力形變腔體，其特征在于：它還包括兩組形變傳導(dǎo)塊，第一組所述形變傳 導(dǎo)塊、所述石英壓電傳感器和第二組所述形變傳導(dǎo)塊均設(shè)置在所述受力形變腔體內(nèi)且自上 而下依序疊加在一起，第一組所述形變傳導(dǎo)塊的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊的下受 力面分別與所述受力形變腔體的上下受力內(nèi)腔面接觸，所述形變傳導(dǎo)塊兩側(cè)分別開設(shè)有緩 沖凹槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：所述形變傳導(dǎo)塊兩 側(cè)的緩沖凹槽沿所述形變傳導(dǎo)塊的堅(jiān)向中心一一對(duì)稱設(shè)置，第一組所述形變傳導(dǎo)塊、所述 石英壓電傳感器、第二組所述形變傳導(dǎo)塊和所述受力形變腔體的堅(jiān)向中心在一條直線上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：同一所述形變傳導(dǎo) 塊兩側(cè)的緩沖凹槽之間最近的距離不小于所述石英壓電傳感器的寬度，兩組所述形變傳導(dǎo) 塊的長(zhǎng)度不小于所述石英壓電傳感器的長(zhǎng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：所述受力 形變腔體是由上下受力腔壁和左右受力形變腔壁構(gòu)成的圓筒狀腔體，其中，上下兩個(gè)所述 受力腔壁的內(nèi)壁形成兩個(gè)受力凸臺(tái)，兩個(gè)所述受力凸臺(tái)的外表面即上下受力內(nèi)腔面彼此平 行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：上下兩個(gè)所述受力 腔壁的壁厚均勻一致，左右兩個(gè)所述受力形變腔壁的壁厚均勻一致。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：它還包括 設(shè)置在所述受力形變腔體內(nèi)的安裝骨架，所述安裝骨架包括兩組堅(jiān)板和設(shè)置在兩組所述堅(jiān) 板之間的橫板，所述橫板上開設(shè)有N個(gè)石英晶片保護(hù)孔；所述石英壓電傳感器包括上電極、 下電極和設(shè)置在所述上電極和所述下電極之間的N片石英晶片；所述橫板卡設(shè)在所述上電 極和所述下電極之間，并等距間隔設(shè)有N個(gè)石英晶片保護(hù)孔，所述石英晶片設(shè)置在所述石 英晶片保護(hù)孔內(nèi)，其上下端面分別凸出所述橫板，兩組所述形變傳導(dǎo)塊設(shè)置在所述安裝骨 架內(nèi)，且第一組所述形變傳導(dǎo)塊的上受力面和第二組所述形變傳導(dǎo)塊的下受力面分別凸出 所述安裝骨架的上下端面，N是自然數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：所述安裝骨架兩組 堅(jiān)板的外側(cè)分別設(shè)置有架體定位臂，所述安裝骨架兩側(cè)的架體定位臂外端部分別對(duì)應(yīng)所述 受力形變腔體的左右受力形變內(nèi)腔壁且非接觸設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：所述稱重受力型材 還包括平行設(shè)置的稱重受力頂板和稱重支撐底板，以及設(shè)置在所述稱重受力頂板上的路面 受力層，所述受力腔體設(shè)置在所述稱重受力頂板和所述稱重支撐底板之間，所述受力形變 腔體的中心、所述稱重受力頂板和所述稱重支撐底板的中心在一條堅(jiān)直線上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛動(dòng)態(tài)稱重壓電傳感器，其特征在于：所述受力形變腔體 兩側(cè)分別設(shè)置有緩沖隔離層，所述路面受力層和所述稱重受力頂板的兩側(cè)分別設(shè)置有隔離 層。
【文檔編號(hào)】G01G19/03GK104101410SQ201410341077
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】岳正軍, 涂必文 申請(qǐng)人:鄭州衡量電子科技有限公司