專利名稱：高頻響壓電薄膜式壓力傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量流體動態、準靜態壓力的壓力傳感器，特別是一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器。
現有的壓電式壓力傳感器由于工作頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、工作可靠等優點，而在許多技術領域中得到廣泛的應用。這種壓電式壓力傳感器通常由筒式結構的殼體、硬質壓電晶體片和彈性膜片組成，由于硬質壓電晶體片和彈性膜片在高頻壓力脈沖作用下易產生機械振蕩，所以現有壓電式壓力傳感器的固有頻率一般為幾十KHz至250KHz，個別產品達到400KHz(傳感器技術手冊P1056～1057、國防工業出版社，1986)。但是即使是固有頻率達到400KHz的壓電式壓力傳感器在上升時間極快的壓力脈沖作用下也會發生振蕩現象，故無法準確測量上升時間很快(小于2μs)的壓力脈沖的波形。
本實用新型的目的是為克服現有技術存在的問題而提供一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，它具有靈敏度高，不產生振蕩，且結構簡單，成本低的特點。
根據本實用新型制作的用于測量流體動態、準靜態壓力的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，其特征是由殼體、錐形芯桿、絕緣介質、壓電薄膜片、電極膜片和帶芯線的螺紋接頭組成，錐形芯桿通過絕緣介質與殼體緊密配合形成一體，并使殼體端面與錐形芯桿端面保持在同一水平面，壓電薄膜片的直徑小于或等于錐形芯桿端面的直徑，并貼在錐形芯桿端面上，電極膜片貼在壓電薄膜片和殼體端面的外表面上，該電極膜片的直徑小于殼體端面的直徑，大于壓電薄膜片的直徑，帶芯線的螺紋接頭安裝在殼體的尾部，其芯線與錐形芯桿聯接。本實用新型的原理是一方面利用殼體和錐形芯桿應力波的三維色散效應，使壓電薄膜片上只承受入射壓力脈沖的作用，在入射壓力脈沖作用壓電薄膜片后則產生色散，而不產生對壓電薄膜片干擾的反射波；另一方面，由于壓電薄膜片是由柔軟薄膜制成，故不會在壓力脈沖作用下產生振蕩，所以本實用新型具有極高的頻率響應特性。
本實用新型與現有技術相比，其顯著特點是(1)具有很高的頻響，且不產生振蕩；(2)結構簡單、加工方便、成本低廉；(3)本實用新型廣泛適用于對動態、準靜態條件下的液體壓力測量，特別適用于測量具有極短上升時間(＜1μs)的壓力脈沖，還可用于對各種流體沖擊波壓力的測量。
本實用新型的具體結構和實施方案由以下附圖
和實施例給出。
附圖是根據本實用新型提出的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
根據附圖示出的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器是由殼體(1)、錐形芯桿(2)、絕緣介質(3)、壓電薄膜片(4)、電極膜片(5)和帶芯線的螺紋接頭(6)組成。錐形芯桿(2)通過絕緣介質(3)與殼體(1)緊密配合形成一體，并使殼體(1)端面與錐形芯桿(2)端面保持在同一水平面上，該絕緣介質(3)采用兩面涂復有環氧樹脂的塑料薄膜制成，殼體(1)與錐形芯桿(2)均由高強鋼(如炮鋼等)材料制成，錐形芯桿的錐度不大于35°，一般以30°為宜；壓電薄膜片(4)加工成與錐形芯桿(2)端面相同的直徑，并貼在錐形芯桿(2)端面上，該壓電薄膜片(4)是由具有壓電特性的有機高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成；電極膜片(5)的直徑小于殼體(1)端面的直徑，大于壓電薄膜片(4)的直徑，并貼在壓電薄膜片(4)和殼體(1)端面的外表面上，該電極膜片(5)由金屬材料(鋁或銅)制成，為了保護電極膜片(5)不受腐蝕，也可以在電極膜片(5)的外表面上涂復一層環氧樹脂保護膜；帶芯線的螺紋接頭(6)安裝在殼體(1)的尾部，其芯線與錐形芯桿(2)聯接，該螺紋接頭(6)可選用制式M5螺紋儀器接頭。
本實用新型經反復試驗驗證，取得了滿意的應用效果。
權利要求1.一種用于測量流體動態、準靜態壓力的高頻響壓電薄膜式壓力傳感器，其特征是由殼體(1)、錐形芯桿(2)、絕緣介質(3)、壓電薄膜片(4)、電極膜片(5)和帶芯線的螺紋接頭(6)組成，錐形芯桿(2)通過絕緣介質(3)與殼體(1)緊密配合形成一體，并使殼體(1)端面與錐形芯桿(2)端面保持在同一水平面，壓電薄膜片(4)的直徑小于或等于錐形芯桿(2)端面的直徑相同，并貼在錐形芯桿(2)端面上，電極膜片(5)貼在壓電薄膜片(4)和殼體(1)端面的外表面上，該電極膜片(5)的直徑小于殼體(1)端面的直徑，大于壓電膜片(4)的直徑，帶芯線的螺紋接頭(6)安裝在殼體(1)的尾部，其芯線與錐形芯桿(2)聯接。
2.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征是壓電薄膜片(4)由具有壓電特性的有機高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成。
3.根據權利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征是電極膜片(5)由金屬材料(鋁或銅)制成。
4.根據權利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征是絕緣介質(3)是由兩面涂復有環氧樹脂的塑料薄膜制成。
5.根據權利要求3所述的壓力傳感器，其特征是絕緣介質(3)是由兩面涂復有環氧樹脂的塑料薄膜制成。
專利摘要本實用新型涉及一種測量流體動態、準靜態壓力的壓力傳感器，特別是一種高頻響壓電薄膜式壓力傳感器。它主要由殼體、錐形芯桿、絕緣介質、壓電薄膜片、電極膜片和帶芯線的螺紋接頭組成。本實用新型具有靈敏度高、不產生振蕩，且結構簡單，成本低的特點，特別適合用于測量具有極短上升時間(＜1μs)的壓力脈沖，以及對各種流體沖擊波壓力的測量。
文檔編號G01L9/08GK2093392SQ9121375
公開日1992年1月15日 申請日期1991年5月20日 優先權日1991年5月20日
發明者朱明武, 文小健 申請人:華東工學院