超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置，包括顶紧螺栓、壳体、上压块、下压块和导向弹性支撑机构，顶紧螺栓下端抵靠在上压块上端面上，上压块下端面抵靠在下压块的上侧，下压块四角通过导向弹性支撑机构支撑在壳体的下边上。导向弹性支撑机构包括分别设置在下压块四角的导向孔、导向螺钉和弹簧。导向螺钉上端的光杆与下压块对应的导向孔间隙配合，导向螺钉下端拧入下边中，弹簧套在导向螺钉中部上，且位于下压块和下边之间。本实用新型专利技术结构简单，使用方便，提高了弛豫铁电单晶传感器的封装质量，提高了成品率，降低了的弛豫铁电单晶传感器的制造成本。

Pressure holding device for ultrasonic guided wave relaxation ferroelectric single crystal sensor package

The utility model discloses an ultrasonic guided wave relaxor ferroelectric single crystal sensor package holding device, including bolt, shell, a supporting mechanism, a pressing block and block oriented elastic fastening bolts, is abutted on the upper pressing block on the end face, upper end press block is abutted on the next the upper pressing block, under pressure through the guide block four angle elastic support mechanism for supporting the shell edges. The guide elastic supporting mechanism comprises a guide hole, a guide screw and a spring which are respectively arranged at the four corners of the lower pressing block. The light rod of the upper end of the guide screw is matched with the guide hole corresponding to the lower pressing block, and the lower end of the guide screw is screwed into the lower part. The utility model has the advantages of simple structure and convenient use, improves the packaging quality of the relaxor ferroelectric single crystal sensor, improves the yield of finished products, and reduces the manufacturing cost of the relaxor ferroelectric single crystal sensor.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于管道无损检测的单晶传感器，特别涉及一种单晶传感器封装的保压装置，属于无损检测

技术介绍
超声导波检测作为一种新兴的无损检测技术，已广泛运用于检测管道、铁轨、高速公路防撞护栏和铁轨等结构体中的缺陷。超声导波运用低频超声波对结构体进行检测，其衰减较小，因此可实现长距离检测；超声导波在结构体中的振动遍及结构体的整个截面，因此可对结构体进行全面检测。超声导波的激励和接收在超声导波检测中尤为重要，能否激励出期望的导波模态直接关系到检测的可靠性。在试验室环境下可以运用压电晶片直接粘结在管道上进行缺陷检测，但此方法不适用于工程检测，因为压电晶片粘结在管道上以后无法取下，不能重复利用。因此，实际检测时需要对压电晶片进行封装，制作成传感器。现有的超声波传感器封装方法为将压电元件固定在传感器外壳内，然后将环氧树脂胶水和软木粉或金属粉末混合后灌入外壳内。由于环氧树脂胶水在固化过程中会产生收缩现象，这必将使压电元件内部产生一定的压应力，降低了传感器的灵敏度。中国技术专利CN201107299Y公开了一种高性能管道超声导波检测传感器，该专利公开了超声导波弛豫铁电单晶传感器的主要结构，其背衬层运用灌装的方式进行封装，一定程度上降低了传感器灵敏度。中国技术专利CN101325824A公开说明书公开了一种超声波传感器的制造方法，该方法运用焊接的方法用导线把压电片的电极引到导电体上，焊接时必然伴随着对压电片进行一定程度加热，这会导致压电片一定程度的退极化，降低了压低片的压电常数，进而降低传感器的灵敏度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种操作简单，对人员技术要求较低，成本低，成品率高的超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置。本技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置，包括顶紧螺栓、壳体、上压块、下压块和导向弹性支撑机构，所述壳体呈矩形，包括连接成一体的上边、下边和两个侧边，所述顶紧螺栓下端垂直拧入壳体的上边后抵靠在上压块上端面上，上压块下端面抵靠在下压块的上侧，下压块四角通过导向弹性支撑机构支撑在壳体的下边上；所述导向弹性支撑机构包括分别设置在下压块四角的导向孔、导向螺钉和弹簧；导向螺钉上端的光杆与下压块对应的导向孔间隙配合，导向螺钉下端拧入下边中，弹簧套在导向螺钉中部上，且位于下压块和下边之间。本技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。进一步的，其中所述导向螺钉上端的光杆垂直方向上刻有刻度；所述上压块呈T形，所述T形的上横边上侧设有与顶紧螺栓下端端头间隙配合的上压块沉孔。所述T形的垂直边的宽度与传感器宽度相同。进一步的，其中所述下压块上侧设有放置传感器的下压块沉孔。本技术采用顶紧螺栓和导向弹性支撑机构夹持粘接体的型式，通过上、下压块对封装的进行对压，并可通过导向螺钉上端光杆上的刻度设定保压力，结构简单，使用方便，提高了弛豫铁电单晶传感器的封装质量，降低了压电晶片在封装时产生的内应力，提高了弛豫铁电单晶传感器的灵敏度，提高了成品率，降低了的弛豫铁电单晶传感器的制造成本。本技术的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。附图说明:图1是本技术保压装置的主视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是导向螺钉上端的光杆垂直方向上刻有刻度的放大示意图；图4是匹配层和压电晶片组件与背衬层粘接后的立体图；图5是匹配层和压电晶片组件、背衬层与外壳和同轴连接器的装配过程的立体图；图6是弛豫铁电单晶传感器的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图和实施例，对本技术作进一步详述，所举实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。如图1～图3所示，本实施例的超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置1包括顶紧螺栓11、壳体12、上压块13、下压块14和导向弹性支撑机构15，壳体12呈矩形，包括连接成一体的上边121、下边122和两个侧边123，顶紧螺栓下11端垂直拧入壳体12的上边121后抵靠在上压块13上端面上，上压块13下端面抵靠在下压块14的上侧，下压块14四角通过导向弹性支撑机构15支撑在壳体的下边122上。下压块14上侧设有放置传感器的下压块沉孔141。上压块13呈T形，所述T形的上横边131上侧设有与顶紧螺栓11下端端头间隙配合的上压块沉孔133，T形的垂直边132的宽度与传感器宽度相同。本实施例的下压块14的下部垂直边132的宽度为4mm，使得保压时被保压部件受力均匀。导向弹性支撑机构15包括分别设置在下压块14四角的导向孔141、导向螺钉151和弹簧152，导向螺钉151上端的光杆151-1与下压块14对应的导向孔141间隙配合构成简易的导套导柱结构，导向螺钉151下端拧入下边122中，弹簧152套在导向螺钉151中部上，且位于下压块14和下边122之间。导向螺钉151上端的光杆151-1垂直方向上刻有刻度151-2，可以根据弹簧152的压缩量来计量弹簧152的受力。本实施例弹簧152的K值为0.5N/mm，设置10N保压力时弹簧152的压缩量为5mm。如图4～图6所示，采用本技术对封装的弛豫铁电单晶传感器的保压过程如下：1）粘结匹配层21和压电晶片22将声阻抗接近碳钢管的不锈钢片作为匹配层21放置在工作台上，用环氧树脂胶均匀涂覆在匹配层21上，将压电晶片22的负极面与匹配层21粘结。压电晶片22采用长度伸缩型弛豫铁电单晶片，本实施例的压电晶片22尺寸为25mm×4mm×1mm，压电晶片22的正负电极面镀银，负极通过压电晶片224的侧面经过两次弯折引到压电晶片22的正面，引出的负极长度为3mm，正极面的实际长度为20mm，正负极之间的间距为2mm。2）对匹配层21和压电晶片22组件加压并保压将粘结后的匹配层21和压电晶片22组件的中心对准保压装置1的下压块沉孔141中心后放入到下压块沉孔141中；旋转顶紧螺栓11，使顶紧螺栓11推动上压块13压紧匹配层21和压电晶片22组件，下压块14压住弹簧152下沉，直至导向螺钉151上端的光杆151-1的刻度指示上压块13和下压块14对匹配层21和压电晶片22组件已有10N的压力，在此压力下常温保压12小时。3）制备背衬层23将环氧树脂胶、碳化硅和聚硫橡胶混合后浇灌到模具中制成长方体形的背衬层23，本实施例的背衬层外形为长方体形，其平尺寸为25mm×4mm×5mm。背衬层高度方向与水平方向相邻的两个面的中心向上分别开槽，槽的宽度为2mm，深度为0.2mm，用于嵌入电极铜箔。4）正极铜箔24和负极铜箔25定位在压电晶片22上并与背衬层21粘接将经过步骤2）加压和保压的匹配层21和压电晶片22组件水平放置在工作台上，使压电晶片22具有正负极的一面朝上；将垂直于匹配层21和压电晶片22组件纵向的正极铜箔24放置在压电晶片22的纵向中心，其中，正极铜箔24与压电晶片22正极面的重叠长度为3mm；接着将垂直于匹配层21和压电晶片22组件的负极铜箔25横向放置在压电晶片22横向一侧中心，负极铜箔25与压电晶片22负极面的重叠长度为3mm；然后将环氧树脂胶均匀涂覆在背衬层23的下面后将背衬层23粘结到压电晶片2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置，其特征在于，包括顶紧螺栓、壳体、上压块、下压块和导向弹性支撑机构，所述壳体呈矩形，包括连接成一体的上边、下边和两个侧边，所述顶紧螺栓下端垂直拧入壳体的上边后抵靠在上压块上端面上，上压块下端面抵靠在下压块的上侧，下压块四角通过导向弹性支撑机构支撑在壳体的下边上；所述导向弹性支撑机构包括分别设置在下压块四角的导向孔、导向螺钉和弹簧；导向螺钉上端的光杆与下压块对应的导向孔间隙配合，导向螺钉下端拧入下边中，弹簧套在导向螺钉中部上，且位于下压块和下边之间。

【技术特征摘要】
1.一种超声导波弛豫铁电单晶传感器封装的保压装置，其特征在于，包括顶紧螺栓、壳体、上压块、下压块和导向弹性支撑机构，所述壳体呈矩形，包括连接成一体的上边、下边和两个侧边，所述顶紧螺栓下端垂直拧入壳体的上边后抵靠在上压块上端面上，上压块下端面抵靠在下压块的上侧，下压块四角通过导向弹性支撑机构支撑在壳体的下边上；所述导向弹性支撑机构包括分别设置在下压块四角的导向孔、导向螺钉和弹簧；导向螺钉上端的光杆与下压块对应的导向孔间隙配合，导向螺钉下端拧入下边中，弹簧套在导向螺钉中部上，且位于下压块和下边之间。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：姜银方，童炳祥，姜文帆，严琴，祝希文，蒋俊俊，陈凯歌，陈波，严有琪，
申请(专利权)人：南京江淳机电装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32