专利名称：高频响压电薄膜式压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量流体动态、准静态压力的压力传感器，特别是一种高频响压电薄膜式压力传感器。
现有的压电式压力传感器由于工作频带宽、灵敏度高、信噪比高、工作可靠等优点，而在许多技术领域中得到广泛的应用。这种压电式压力传感器通常由筒式结构的壳体、硬质压电晶体片和弹性膜片组成，由于硬质压电晶体片和弹性膜片在高频压力脉冲作用下易产生机械振荡，所以现有压电式压力传感器的固有频率一般为几十KHz至250KHz，个别产品达到400KHz(传感器技术手册P1056～1057、国防工业出版社，1986)。但是即使是固有频率达到400KHz的压电式压力传感器在上升时间极快的压力脉冲作用下也会发生振荡现象，故无法准确测量上升时间很快(小于2μs)的压力脉冲的波形。
本实用新型的目的是为克服现有技术存在的问题而提供一种高频响压电薄膜式压力传感器，它具有灵敏度高，不产生振荡，且结构简单，成本低的特点。
根据本实用新型制作的用于测量流体动态、准静态压力的高频响压电薄膜式压力传感器，其特征是由壳体、锥形芯杆、绝缘介质、压电薄膜片、电极膜片和带芯线的螺纹接头组成，锥形芯杆通过绝缘介质与壳体紧密配合形成一体，并使壳体端面与锥形芯杆端面保持在同一水平面，压电薄膜片的直径小于或等于锥形芯杆端面的直径，并贴在锥形芯杆端面上，电极膜片贴在压电薄膜片和壳体端面的外表面上，该电极膜片的直径小于壳体端面的直径，大于压电薄膜片的直径，带芯线的螺纹接头安装在壳体的尾部，其芯线与锥形芯杆联接。本实用新型的原理是一方面利用壳体和锥形芯杆应力波的三维色散效应，使压电薄膜片上只承受入射压力脉冲的作用，在入射压力脉冲作用压电薄膜片后则产生色散，而不产生对压电薄膜片干扰的反射波；另一方面，由于压电薄膜片是由柔软薄膜制成，故不会在压力脉冲作用下产生振荡，所以本实用新型具有极高的频率响应特性。
本实用新型与现有技术相比，其显著特点是(1)具有很高的频响，且不产生振荡；(2)结构简单、加工方便、成本低廉；(3)本实用新型广泛适用于对动态、准静态条件下的液体压力测量，特别适用于测量具有极短上升时间(＜1μs)的压力脉冲，还可用于对各种流体冲击波压力的测量。
本实用新型的具体结构和实施方案由以下附图
和实施例给出。
附图是根据本实用新型提出的高频响压电薄膜式压力传感器的结构示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
根据附图示出的高频响压电薄膜式压力传感器是由壳体(1)、锥形芯杆(2)、绝缘介质(3)、压电薄膜片(4)、电极膜片(5)和带芯线的螺纹接头(6)组成。锥形芯杆(2)通过绝缘介质(3)与壳体(1)紧密配合形成一体，并使壳体(1)端面与锥形芯杆(2)端面保持在同一水平面上，该绝缘介质(3)采用两面涂复有环氧树脂的塑料薄膜制成，壳体(1)与锥形芯杆(2)均由高强钢(如炮钢等)材料制成，锥形芯杆的锥度不大于35°，一般以30°为宜；压电薄膜片(4)加工成与锥形芯杆(2)端面相同的直径，并贴在锥形芯杆(2)端面上，该压电薄膜片(4)是由具有压电特性的有机高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成；电极膜片(5)的直径小于壳体(1)端面的直径，大于压电薄膜片(4)的直径，并贴在压电薄膜片(4)和壳体(1)端面的外表面上，该电极膜片(5)由金属材料(铝或铜)制成，为了保护电极膜片(5)不受腐蚀，也可以在电极膜片(5)的外表面上涂复一层环氧树脂保护膜；带芯线的螺纹接头(6)安装在壳体(1)的尾部，其芯线与锥形芯杆(2)联接，该螺纹接头(6)可选用制式M5螺纹仪器接头。
本实用新型经反复试验验证，取得了满意的应用效果。
权利要求1.一种用于测量流体动态、准静态压力的高频响压电薄膜式压力传感器，其特征是由壳体(1)、锥形芯杆(2)、绝缘介质(3)、压电薄膜片(4)、电极膜片(5)和带芯线的螺纹接头(6)组成，锥形芯杆(2)通过绝缘介质(3)与壳体(1)紧密配合形成一体，并使壳体(1)端面与锥形芯杆(2)端面保持在同一水平面，压电薄膜片(4)的直径小于或等于锥形芯杆(2)端面的直径相同，并贴在锥形芯杆(2)端面上，电极膜片(5)贴在压电薄膜片(4)和壳体(1)端面的外表面上，该电极膜片(5)的直径小于壳体(1)端面的直径，大于压电膜片(4)的直径，带芯线的螺纹接头(6)安装在壳体(1)的尾部，其芯线与锥形芯杆(2)联接。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是压电薄膜片(4)由具有压电特性的有机高分子材料(聚二氟乙烯或聚偏氟乙烯)制成。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征是电极膜片(5)由金属材料(铝或铜)制成。
4.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征是绝缘介质(3)是由两面涂复有环氧树脂的塑料薄膜制成。
5.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征是绝缘介质(3)是由两面涂复有环氧树脂的塑料薄膜制成。
专利摘要本实用新型涉及一种测量流体动态、准静态压力的压力传感器，特别是一种高频响压电薄膜式压力传感器。它主要由壳体、锥形芯杆、绝缘介质、压电薄膜片、电极膜片和带芯线的螺纹接头组成。本实用新型具有灵敏度高、不产生振荡，且结构简单，成本低的特点，特别适合用于测量具有极短上升时间(＜1μs)的压力脉冲，以及对各种流体冲击波压力的测量。
文档编号G01L9/08GK2093392SQ9121375
公开日1992年1月15日 申请日期1991年5月20日 优先权日1991年5月20日
发明者朱明武, 文小健 申请人:华东工学院