CN203981267U - 陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，当陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器安装在电动车上时，一旦车体受到非法者的撬锁或拆卸等操作，其操作引起的车体振动，将使传感器弹簧顶部末端安装的重力块形成相应抖动，其重力块的抖动，将通过螺旋状弹簧传递给圆形陶瓷压电片镀银面的中心点，并使圆形陶瓷压电片整体也产生相应规律的振动。圆形陶瓷压电片产生的机械振动，将使其产生压电效应，其压电效应产生的电信号通过其引出线输出；上述重力块的作用就是增强变大车体振动的幅度，以机械式的结构方式放大原本不是很明显的车体振幅信息；很显然，这种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器更敏感、更敏锐，有效地提升了电动车防盗性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及自行车装备制造领域，尤其涉及一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器。
背景技术
目前，公知的电动车电子防盗报警器用于获取振动信息的传感器，基本都是使用滚珠式振动传感器，这种传感器是电动车在被盗时其车体的振动，使传感器内置的N个金属圆球滚动并发生碰撞接触，其滚动的两个金属导槽在金属圆球碰撞时的瞬间将电路接通，从而以等效于开关效应的方式发出振动信息。
这种滚珠式振动传感器，需要车体振动的幅度在较大时其圆型滚珠才会发生滚动碰撞，而车体的振动在幅度较小时，滚珠不会发生滚动碰撞，因此无法获取车体振幅较小时的振动信息。而且其滚动碰撞时，其输出的接通和关断的开关效应没有任何波形或时长的规律可循，无法使传感器获取的振动信息能反映振动的状态特征，因而限制了电子报警器实现微电脑智能化分析、控制和防盗报警的应用。
综上所述，如何克服现有技术中滚珠式振动传感器的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，以解决上述问题。
为了克服现用滚珠式振动传感器不能获取车体振动幅度较小时的振动信息，以及其输出的振动信号不能反映振动状态特征等问题，本实用新型提供一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
本实用新型提供一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，包括圆形盒盖(1)、设置在所述传感器圆形盒盖内部且自上而下依次设置的陶瓷压电片(14)、压电传感器总成(15)；所述陶瓷压电片(14)与所述传感器圆形盒盖之间的空腔为压电传感器总成安装内腔(4)，其中：
所述陶瓷压电片(14)的顶面镀银，底面粘贴在一个圆形铜质衬片(13)上，构成能将振动转换成电信号的压电组件；
所述压电传感器总成安装内腔(4)内还设置有螺旋状弹簧(2)、重力块(3)、陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)、陶瓷压电传感器引出线(6)、引线出线孔(7)、圆形铜质衬片引出线焊接点(8)和陶瓷压电片镀银面中心点(12)；所述螺旋状弹簧(2)的螺旋内径自上而下逐渐变小；所述陶瓷压电片(14)顶面的边缘焊接一根导线固定在陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)上；在圆形铜质衬片(13)的边缘焊出一根导线固定在圆形铜质衬片引出线焊接点(8)上，两根导线均从传感器电极引线出线孔(7)穿出；所述螺旋状弹簧(2)的顶部末端固定连接有一个重力块(3)，所述螺旋状弹簧(2)的底部末端将弹簧的下端焊在圆型陶瓷压电片镀银面的中心点(12)上，构成对振动信号的感知及将振动信号转换成电信号的压电振动传感器；
所述压电传感器总成(15)底部还设置有传感器圆形底座(9)、底座圆形固定孔(10)、压电传感器总成固定台阶(11)。
较佳地，所述传感器圆形底座(9)的两端设置有2个对称的传感器底座圆形固定孔(10)。
较佳地，所述圆形陶瓷压电片总成(15)设置并固定在圆形底座(9)的固定台阶(11)上。
与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：当陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器安装在电动车上时，一旦车体受到非法者的撬锁或拆卸等操作，其操作引起的车体振动，将使传感器弹簧顶部末端安装的重力块(3)形成相应剧烈抖动，其重力块(3)的抖动，将通过螺旋状弹簧(2)体传递给圆形陶瓷压电片镀银面的中心点(12)，并使圆形陶瓷压电片(14)整体也产生相应规律的振动。圆形陶瓷压电片(14)产生的机械振动，将使其产生压电效应，其压电效应产生的电信号通过其引出线(6)输出。由于车体的每次振动，将使螺旋状弹簧(2)及弹簧顶部末端安装的重力块(3)产生逐步衰减式谐振振荡，所以圆形陶瓷压电片(14)其输出的电信号波形，将是逐步衰减式正弦波(图3)。这种正弦波将可供电子整形电路放大并整形后，转换成脉冲信号。这种脉冲信号可直接被单片机等识别和使用。很显然，上述重力块的作用就是增强变大车体振动的幅度，以机械式的结构方式放大原本不是很明显的车体振幅信息；这样一来上述传感器将很快很容易的将车体振动转化为脉冲信息，便于后续处理(例如报警响铃等)操作；
很显然，这种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器更敏感、更敏锐，有效地提升了电动车防盗性能。
附图说明
下面给合附图实施例对本实用新型作进一步的说明
图1是本实用新型实施例的结构侧面剖视图；
图2是本实用新型实施例的结构俯视截面图；
图3是本实用新型实施例输出的振动电信号波形图；
其中：传感器圆形盒盖(1)、螺旋状弹簧(2)、重力块(3)、压电传感器总成安装内腔(4)、陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)、陶瓷压电传感器引出线(6)、引线出线孔(7)、圆形铜质衬片引出线焊接点(8)、传感器圆形底座(9)、底座圆形固定孔(10)、压电传感器总成固定台阶(11)、陶瓷压电片镀银面中心点(12)、圆形铜质衬片(13)、陶瓷压电片(14)、压电传感器总成(15)。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，包括圆形盒盖(1)、设置在所述传感器圆形盒盖内部且自上而下依次设置的陶瓷压电片(14)、压电传感器总成(15)；所述陶瓷压电片(14)与所述传感器圆形盒盖之间的空腔为压电传感器总成安装内腔(4)，其中：
所述陶瓷压电片(14)的顶面镀银，底面粘贴在一个圆形铜质衬片(13)上，构成能将振动转换成电信号的压电组件；
所述压电传感器总成安装内腔(4)内还设置有螺旋状弹簧(2)、重力块(3)、陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)、陶瓷压电传感器引出线(6)、引线出线孔(7)、圆形铜质衬片引出线焊接点(8)和陶瓷压电片镀银面中心点(12)；所述螺旋状弹簧(2)的螺旋内径自上而下逐渐变小；所述陶瓷压电片(14)顶面的边缘焊接一根导线固定在陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)上；在圆形铜质衬片(13)的边缘焊出一根导线固定在圆形铜质衬片引出线焊接点(8)上，两根导线均从传感器电极引线出线孔(7)穿出；所述螺旋状弹簧(2)的顶部末端固定连接有一个重力块(3)，所述螺旋状弹簧(2)的底部末端将弹簧的下端焊在圆型陶瓷压电片镀银面的中心点(12)上，构成对振动信号的感知及将振动信号转换成电信号的压电振动传感器；
所述压电传感器总成(15)底部还设置有传感器圆形底座(9)、底座圆形固定孔(10)、压电传感器总成固定台阶(11)。
较佳地，所述传感器圆形底座(9)的两端设置有2个对称的传感器底座圆形固定孔(10)。
较佳地，所述圆形陶瓷压电片总成(15)设置并固定在圆形底座(9)的固定台阶(11)上。
需要说明的是，当陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器安装在电动车上时，一旦车体受到非法者的撬锁或拆卸等操作，其操作引起的车体振动，将使传感器弹簧顶部末端安装的重力块(3)形成相应抖动，其重力块(3)的抖动，将通过螺旋状弹簧(2)体传递给圆形陶瓷压电片镀银面的中心点(12)，并使圆形陶瓷压电片(14)整体也产生相应规律的振动。圆形陶瓷压电片(14)产生的机械振动，将使其产生压电效应，其压电效应产生的电信号通过其引出线(6)输出。由于车体的每次振动，将使螺旋状弹簧(2)及弹簧顶部末端安装的重力块(3)产生逐步衰减式谐振振荡，所以圆形陶瓷压电片(14)其输出的电信号波形，将是逐步衰减式正弦波(图3)。这种正弦波将可供电子整形电路放大并整形后，转换成脉冲信号。这种脉冲信号可直接被单片机等识别和使用。又由于其输出脉冲的宽度和持续输出脉冲的时间与车体振动的大小及次数成正比关系，因而可供电脑智能型电动车防盗报警器作为感知被盗状态的不同信息，及对其进行分析判断并处理的高敏感传感器使用(需要说明的是，上述涉及后续信号处理和单片机程序部分的技术内容，属于公知常识，对此不再一一赘述)。
本适用新型的有益效果，是使电动车在被盗中的轻微振动及振动特征，都能转换成具有相关特征的正弦波电信号，其正弦波电信号经外置电路整形处理后，可产生与振动特征相关的脉冲信号及脉冲时长，其信号可供单片机进行分析和处理，并用于设计电动车智能型电子防盗报警器使用。同理，也可以作为其它任何需要感知振动及振动特征用途的场合，作为高敏感并有对信号具有振动特征要求的振动传感器使用。
下面介绍一下本实用新型实施例中的陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器的制造方法做一下详细说明：
将一个圆形陶瓷压电片(14)在焊接倒宝塔型弹簧(2)的一面镀银，以增强陶瓷压电片(14)的机械强度和便于焊接或粘接倒宝塔型弹簧(2)；将陶瓷压电片(14)粘接在一个圆形铜质衬片(13)上；用金属丝做一个螺旋状的弹簧，在倒宝塔型弹簧(2)的圆形顶部的末尾处焊接或粘接一个重力块(3)；再将倒宝塔型弹簧(2)的尖端焊接或粘接在陶瓷压电片(14)镀银面中心点(12)上；在陶瓷压电片(14)镀银面的边缘焊接点(5)处焊接一根导线，在圆形铜质衬片边缘焊接点(8)处焊接一根导线，将两根导线从圆形盒盖(1)上的引线出线孔(7)处穿出；完成上述事项后，将粘接有陶瓷压电片(14)和陶瓷压电片(14)上已焊好螺旋状弹簧(2)的圆形铜质衬片(13)粘接固定在圆形底座(9)的固定台阶(9)上，然后将圆形盒盖(1)盖在圆形底座(9)上，并在接合处用胶粘接，至此完成传感器的整体封装。调整重力块(3)重量的大小，螺旋状弹簧(2)金属絲的粗细及弹簧圈数，陶瓷压电片直径的大小，都可以改变传感器输出信号的正弦波频率，信号持续时长和对振动的敏感度。
本实用新型实施例提供的陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，结构合理巧妙，感应车体振动信息更敏感、更敏锐，并有效地提升了电动车防盗性能。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，其特征在于，包括传感器圆形盒盖(1)、设置在所述传感器圆形盒盖内部且自上而下依次设置的陶瓷压电片(14)、压电传感器总成(15)；所述陶瓷压电片(14)与所述传感器圆形盒盖之间的空腔为压电传感器总成安装内腔(4)，其中：
所述陶瓷压电片(14)的顶面镀银，底面粘贴在一个圆形铜质衬片(13)上，构成能将振动转换成电信号的压电组件；
所述压电传感器总成安装内腔(4)内还设置有螺旋状弹簧(2)、重力块(3)、陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)、陶瓷压电传感器引出线(6)、引线出线孔(7)、圆形铜质衬片引出线焊接点(8)和陶瓷压电片镀银面中心点(12)；所述螺旋状弹簧(2)的螺旋内径自上而下逐渐变小；所述陶瓷压电片(14)顶面的边缘焊接一根导线固定在陶瓷压电片镀银面引线焊接点(5)上；在圆形铜质衬片(13)的边缘焊出一根导线固定在圆形铜质衬片引出线焊接点(8)上，两根导线均从传感器电极引线出线孔(7)穿出；所述螺旋状弹簧(2)的顶部末端固定连接有一个重力块(3)，所述螺旋状弹簧(2)的底部末端将弹簧的下端焊在圆型陶瓷压电片镀银面的中心点(12)上，构成对振动信号的感知及将振动信号转换成电信号的压电振动传感器；
所述压电传感器总成(15)底部还设置有传感器圆形底座(9)、底座圆形固定孔(10)、压电传感器总成固定台阶(11)。
2.如权利要求1所述的陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，其特征在于，
所述传感器圆形底座(9)的两端设置有2个对称的传感器底座圆形固定孔(10)。
3.如权利要求1所述的陶瓷压电弹簧谐振式振动传感器，其特征在于，
所述圆形陶瓷压电片总成(15)设置并固定在圆形底座(9)的固定台阶(11)上。
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