专利名称：抗电磁干扰压电夹层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抗电磁干扰压电夹层，属于传感器与测试技术领域。
背景技术：
目前，基于压电传感器和兰姆(Lamb)波主动诊断技术的结构健康监测法是一种典型的、行之有效的识别结构健康状态的方法。结构健康监控系统在研究过程中，大多采用手工方式将压电传感器粘贴在结构上，这种方法难以保证结构的可靠性和性能的一致性， 传感器在批量使用时，设置不便。“智能夹层”概念的提出很好的解决了这个问题，其设计思想是将传感器按照一定工艺封装在柔性夹层中形成传感网络，并用印刷线路代替普通导线连线，最终通过一个标准接口输出；根据智能夹层思想设计制作的压电夹层，由一个压电传感器、柔性印刷电路板、接头三部分组成，其中压电传感器、接头焊接在柔性印刷电路板上， 压电传感器将感受到的信号通过柔性印刷电路板上的线路传到接头，接头连接电缆将信号传输到信号处理中心。通过这种方法制成的压电夹层可以直接布置在结构上，应用方便，可以保证生产工艺对压电传感器性能影响的一致性，且线路对结构影响小，压电夹层可以针对不同应用对象，进行三维设计。但是在实际工程应用中，存在以下问题压电夹层内部信号线路存在很多平行走线，而基于压电传感器和主动Lamb波的结构健康监测方法使用的激励信号通常是频率范围为15KHz 500KHz的五波峰正弦调制信号，经功率放大器放大后变成幅值很大的高频交变电流，在激励信号线路上传播时易耦合到附近的传感信号线路上，使得采集到的传感信号混杂了来自激励信号线路的串扰，改变了传感信号幅值、能量等特征，串扰更大可能引起后续处理电路中的电荷放大器饱和，使有用信号丢失；同时，压电夹层通常工作于高频辐射环境下，采集的信号存在较大的高频干扰，使得时域信号波形特征模糊，频域谱线增多，这会影响数据处理的可靠性，加大了数据处理的难度。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有压电夹层在应用过程中易受到电磁干扰、可靠性不高的缺陷。本发明提供一种抗电磁干扰压电夹层，通过对柔性印刷电路板进行抗电磁干扰优化设计，减弱电磁干扰对压电传感器信号的影响，提高压电夹层应用的可靠性。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案(1)抗电磁干扰原理及柔性印刷电路板抗电磁干扰优化设计串扰和辐射性干扰是两种主要的压电夹层信号电磁干扰耦合途径。串扰属于压电夹层内部平行线路的一种电磁现象，平行线路之间的串扰通过容性、感性耦合产生，
图1所示为平行线路间串扰耦合的模型及等效电路。如附图1(a)、(b)所示为容性耦合模型及示意图，一个导线中的能量通过寄生电容耦合到另一条导线中，耦合系数
权利要求
1.一种抗电磁干扰压电夹层，其特征在于由压电传感器、柔性印刷电路板、接头三部分组成，其中压电传感器通过焊接、胶结或两种方式结合的方式实现与柔性印刷电路板的电气、物理连接，接头焊接在柔性印刷电路板上，压电传感器感受信号，通过柔性印刷电路板上的线路传到接头，接头连接同轴电缆将信号传输到信号处理中心；压电夹层柔性印刷电路板为双面板结构，顶层为屏蔽层，屏蔽材料选用薄膜铜；底层为信号层，信号层信号线周围覆铜并接地，其中平行导线间距在Wmm，20mm]范围内。
2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰压电夹层，其特征在于所述压电传感器选用具有压电性能的PZT材料。
3.根据权利要求1所述的抗电磁干扰压电夹层，其特征在于所述接头为同轴电缆线接头。
全文摘要
本发明公布了一种抗电磁干扰压电夹层，包括压电传感器、柔性印刷电路板、SMA接头，其中压电传感器、接头通过焊接、胶结与柔性印刷电路板连接，压电传感器感受信号，通过柔性印刷电路板上的线路传到接头，接头连接电缆将信号传输到信号处理中心。通过合理设置柔性印刷电路板平行走线间距、布线方式及柔性印刷电路板结构，实现抗串扰、辐射干扰性能。本发明解决了压电夹层在使用过程中易受到电磁干扰的问题，提高了压电夹层使用的稳定、可靠性。这一发明可以促进压电夹层在结构健康监测中的广泛应用。
文档编号H05K1/02GK102307428SQ201110236819
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者张逍越, 杨伟博, 王昊, 石晓玲, 童瑶, 袁慎芳, 邱雷 申请人:南京航空航天大学