一種液體加速度測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種液體加速度測量裝置，運(yùn)用一種壓電聚合物纖維(PVDF)，在其表面均勻涂布一組對稱電極，表面包裹上防水薄膜，固定安裝在支架上后放入液體中，測量液體的流體加速度。
【背景技術(shù)】
[0002]目前加速度傳感器的類型可謂多種多樣，有壓阻式、電容式、壓電式、諧振式、熱傳導(dǎo)式、隧道式、光纖式，其中以壓阻式和電容式最為常見，對它們的開發(fā)比較早。
[0003]壓阻式加速度傳感器，它是利用敏感材料的壓阻效應(yīng)，即敏感元件的電阻(壓敏電阻)會隨著被測系統(tǒng)的加速度的變化所引起的應(yīng)變而變化。敏感質(zhì)量塊一般通過懸臂梁支撐，當(dāng)有加速度作用時，敏感質(zhì)量塊發(fā)生偏移，帶動支撐梁發(fā)生扭曲或者彎曲等形變，此時梁上的壓敏電阻的阻值就會發(fā)生變化，從而可以檢測出系統(tǒng)的加速度.這種加速度傳感器最早進(jìn)入市場，其測量范圍可從±5g到5000g，頻響范圍I 50Hz到6000Hz (有的高達(dá)10000Hz)，靈敏度可達(dá)0.1-15!11￥/^(內(nèi)置放大器時可達(dá)100-400111￥/^ )，非線性約正負(fù)I %，橫向靈敏度最大可達(dá)3%，溫度范圍在一 40°C至十125°C ο為了得到較直的頻響和防止共振時過載損壞，采取較大的阻尼，阻尼系數(shù)達(dá)0.7。加速度傳感器的內(nèi)部一般還設(shè)有限位塊，防止懸臂梁振動位移過大而損壞。因此壓阻式加速度傳感器的過載能力還是比較強(qiáng)的，一般過載倍數(shù)為5-10，有的型號可以達(dá)到50- 100。不過壓阻式加速度傳感器也有其缺點(diǎn)，他的主要缺點(diǎn)是溫度漂移比較大，并且他的測量精度也不夠高。
[0004]電容式加速度傳感器，它是目前應(yīng)用比較廣泛的一種加速度傳感器.它們的基本原理是敏感元件的電容隨加速度的變化而變化，其中以變極距型的居多，即慣性力使檢測電容的極板間距變化，從而導(dǎo)致電容發(fā)生變化.與其它形式的加速度傳感器相比，電容式加速度傳感器有它的優(yōu)點(diǎn):一，靈敏度高，按單位加速度下電容的變化率衡量，它的靈敏度可達(dá)20mv/g; 二，穩(wěn)定性好:三，溫度漂移??；四，功耗低:五，過載保護(hù)能力好;六，便于利用靜電力進(jìn)行自檢。同時它也有其自身的缺點(diǎn)，其中主要有:一，工作帶寬較窄；二，信號處理電路復(fù)雜;三，易受電磁干擾；四，寄生電容與檢測電容往往是同一量級，這樣比較難以去除噪聲。目前這種類型的傳感器的測量范圍一般為0.Ι-lOOg，頻響范圍為O-1OOOHz.測量精度為1.0%—0.1 %。不過電容式加速度傳感器也有其缺點(diǎn)，它的主要缺點(diǎn)是在將被測加速度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電容器電容變化量時，加速度慣性力引起電容極板位移的敏感度和速度總是慢于和小于懸臂梁等支撐梁上應(yīng)力變化的敏感度和速度。
[0005]根據(jù)壓阻式加速度傳感器測量裝置和電容式加速度傳感器測量裝置的缺點(diǎn)，本專利實用新型了液體加速度測量裝置，極大的改善了上述兩種測量裝置的不足。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種液體加速度測量裝置，可以實現(xiàn)對液體加速度的準(zhǔn)確測量。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種液體加速度測量裝置，其特征在于:包括中間芯、壓電聚合物、一對對稱布置的電極、防水薄膜，所述壓電聚合物均勻裹附在金屬芯表面上，對稱布置的電極均勻涂布于壓電聚合物外表面上，防水薄膜包裹在壓電聚合物與電極外表面。
[0008]所述液體加速度測量裝置的橫截面形狀為圓形。
[0009]所述壓電聚合物材料為PVDF或P(VDF-Tree)。
[0010]所述對稱布置的電極包括第一電極、第二電極，每個電極的包角均為120°，一個電極作為正極，另一個電極作為負(fù)極使用。
[0011]所述電極包括金屬層或?qū)щ娔z或?qū)щ娿y漿。
[0012]所述防水薄膜材料為壓電聚合物PVDF或P(VDF-Tree)。
[0013]所述金屬芯為鎢絲或鉬絲。
[0014]本實用新型結(jié)構(gòu)合理簡單、生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過本實用新型，該液體加速度測量裝置由金屬芯(金屬芯為鎢絲或者鉬絲)、均勻裹附在鎢絲或者鉬絲表面上的壓電聚合物、一對對稱電極和包裹在液體加速度測量裝置表面的防水薄膜組成。制作好的液體加速度測量裝置橫截面的形狀為圓形。裹附在金屬芯(金屬芯為鎢絲或者鉬絲)表面上的壓電聚合物材料為PVDF或P(VDF-Tree)。包裹在壓電聚合物纖維表面上的一對對稱電極，一個作為正電極使用，另一個作為負(fù)電極使用，每個電極的包角為120°。表面電極的材料為導(dǎo)電膠或者為導(dǎo)電銀漿。在制作好的液體加速度測量裝置表面包裹一層防水薄膜，防止在測量流體加速度時電極與液體相接觸發(fā)生短路。
[0015]針對目前市場上已有多種加速度傳感器測量裝置，主要有壓阻式和電容式。但這兩種都有很大的缺陷，壓阻式加速度傳感器測量裝置對溫度漂移大，測量精度不高；電容式加速度傳感器測量裝置的靈敏度不高，有信號滯后現(xiàn)象。通過上述技術(shù)方案的實施，一種液體加速度測量裝置，主要測量液體在流動過程中的加速度，本實用新型的測量裝置克服了傳統(tǒng)的壓阻式和電容式加速度傳感器測量裝置的缺點(diǎn)，本實用新型的一種液體加速度測量裝置具有對溫度的漂移比較小，測量精度較高，不會出現(xiàn)信號滯后的現(xiàn)象，敏感度和速度較快等優(yōu)點(diǎn)?？梢愿泳_的測量出液體的加速度。
[0016]隨著信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自動化、交通運(yùn)輸、電力電子技術(shù)、辦公自動化、家用電器、醫(yī)療儀器等的飛速發(fā)展和電子計算機(jī)應(yīng)用的普及，需要大量的傳感器將需進(jìn)行測量和控制的非電參數(shù)，轉(zhuǎn)換成可與計算機(jī)兼容的訊號，作為他們的而輸入信號，就給液體加速度傳感器的快速發(fā)展提供了機(jī)會，形成相當(dāng)可觀的液體加速度傳感器產(chǎn)業(yè)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一種液體加速度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型一種液體加速度測量裝置的另一方向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本實用新型一種液體加速度測量裝置使用示意圖。
[0020]圖中:I金屬芯、2壓電聚合物、3第一電極、4第二電極、5.防水薄膜、6測量支架、7液體加速度測量裝置、8被測液體、9玻璃器皿。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖以及【附圖說明】對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]本實用新型的一種液體加速度測量裝置如圖1所示，由金屬芯1、裹附在金屬芯I表面的壓電聚合物2、一組對稱電極和防水薄膜5組成。壓電聚合物2均勻裹附在金屬芯I表面上，對稱布置的電極均勻涂布于壓電聚合物2外表面上，防水薄膜5包裹在壓電聚合物2與電極外表面。
[0023]在本實施例中，對稱布置的電極包括第一電極3、第二電極4，第一電極3、第二電極4的包角均為120°，一個電極作為正極，另一個電極作為負(fù)極使用，電極包括金屬層或?qū)щ娔z或?qū)щ娿y漿。壓電聚合物2材料為PVDF或P(VDF-Tree)，防水薄膜5材料為壓電聚合物PVDF或P(VDF-Tree)13金屬芯I為鎢絲或鉬絲。液體加速度測量裝置的橫截面形狀為圓形。
[0024]將制作好的液體加速度傳感器安裝固定在測量支架6上，最后放入被測液體8中，被測液體8在玻璃器皿9中流動時，該液體加速度傳感器就可以準(zhǔn)確測量出被測液體8在流動過程中產(chǎn)生的加速度，如圖3所示。
[0025]在測量液體加速度之前需要將液體加速度測量裝置7的兩個電極金屬引出線鏈接到電荷放大器的輸入端，將電荷放大器的輸出端和數(shù)據(jù)采集卡連接上，再將數(shù)據(jù)采集卡連接到電腦上。通過液體加速度測量裝置7測量液體所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可得出被測液體的加速度。
【主權(quán)項】
1.一種液體加速度測量裝置，其特征在于:包括金屬芯(I)、壓電聚合物(2)、一對對稱布置的電極、防水薄膜(5)，所述壓電聚合物(2)均勻裹附在金屬芯(I)表面上，對稱布置的電極均勻涂布于壓電聚合物(2)外表面上，防水薄膜(5)包裹在壓電聚合物(2)與電極外表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述液體加速度測量裝置的橫截面形狀為圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述壓電聚合物(2)材料為PVDF或P(VDF-Tree)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述對稱布置的電極包括第一電極(3)、第二電極(4)，第一電極(3)、第二電極(4)的包角均為120°，一個電極作為正極，另一個電極作為負(fù)極使用。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述電極包括金屬層或?qū)щ娔z或?qū)щ娿y漿。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述防水薄膜(5)材料為壓電聚合物PVDF或P(VDF-Tree)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液體加速度測量裝置，其特征在于:所述金屬芯(I)為鎢絲或鉬絲。
【專利摘要】本實用新型涉及一種液體加速度測量裝置，運(yùn)用一種壓電聚合物纖維，在其表面均勻涂布一組對稱電極，表面包裹上防水薄膜,固定安裝在支架上后放入液體中，測量液體的流體加速度，運(yùn)用一種壓電聚合物纖維，在其表面均勻涂布一組對稱電極，表面包裹上絕緣薄膜,固定安裝在支架上后放入液體中，測量液體的流體加速度?？朔藗鹘y(tǒng)加速度傳感器測量裝置的缺陷，主要優(yōu)點(diǎn)是對溫度的漂移比較小，測量精度較高，不會出現(xiàn)信號滯后的現(xiàn)象，敏感度和速度較快。
【IPC分類】G01P15/09
【公開號】CN205246696
【申請?zhí)枴緾N201520918315
【發(fā)明人】邊義祥, 丁煜, 李先良, 胡振耀, 楊儉
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月18日