本发明专利技术涉及一种振动开关装置，涉及振动开关技术领域，所述振动开关装置从上至下依次包括压紧组件、第一温度平衡块、压电驱动组件、第二温度平衡块和刚性膜片；所述刚性膜片的底端向外延伸，以形成振荡叉体；所述第一温度平衡块的膨胀系数与所述第二温度平衡块的膨胀系数相同；所述第一温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数；所述第二温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数。本发明专利技术能够在高温、高压环境下稳定工作。高压环境下稳定工作。高压环境下稳定工作。
【技术实现步骤摘要】
一种振动开关装置
[0001]本专利技术涉及振动开关
，特别是涉及一种振动开关装置。
技术介绍
[0002]在现有技术中，通常使用两种不同类型的压电驱动装置，来实现音叉振荡传感器的正常工作。在第一种类型的装置中，音叉振动式开关包括压电发射单元和/或接收单元、在振动时移动的隔膜和与隔膜结合的机械振动结构(即振荡叉体)，其中压电发射和/或接收单元直接利用粘接层与隔膜粘接在一起。这种结构相对简单，但是一般超过150℃以上的高温应用的情况下，这种类型的音叉振动式传感器在应用范围上就存在很大的局限性。
[0003]针对特定应用需求，例如有更大振动能量或需要更高温度、更高压力的环境应用的需求下，一般使用第二种类型，即叠层结构的压电驱动装置实现。这种装置大多配备有呈堆叠的圆盘件或环形件形式的压电单元，通过一定的预紧力，压紧在隔膜上，带动隔膜另一端的振荡叉体振动。这样的装置产生的驱动力大，但由于压电驱动组件需要的压电单元的数量多，不仅影响振动开关的制作成本，也降低了其整体的可靠性，特别是在大的机械载荷、温度变化、长期高温、湿气、高压的环境下更为尤甚。
[0004]上述堆叠方式的压电驱动装置，一般通过锁紧环压紧在隔膜的内表面上。锁紧环具有外螺纹，通过与设置在隔膜上端中空体的侧壁的机械结构件的内螺纹接合连接，使得压紧力可以施加在压电驱动装置上。如果必要，这种压紧力的大小是可以被调节的。这种装置优选在振动开关在基本恒定的室温下运行时进行的非常好。然而，音叉振动式开关受到大的温度变化影响时，则隔膜和锁紧环相间隔的侧壁部因受到温度变化，对音叉振动开关的特性参数(振幅、共振频率、不同接触介质频率变化)带来的影响。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种振动开关装置，能够在高温、高压环境下稳定工作。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种振动开关装置，所述振动开关装置从上至下依次包括压紧组件、第一温度平衡块、压电驱动组件、第二温度平衡块和刚性膜片；
[0008]所述刚性膜片的底端向外延伸，以形成振荡叉体；
[0009]所述第一温度平衡块的膨胀系数与所述第二温度平衡块的膨胀系数相同；
[0010]所述第一温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数；
[0011]所述第二温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数。
[0012]可选地，所述振动开关装置还包括壳体；
[0013]所述压紧组件、所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件、所述第二温度平衡块和所述刚性膜片均设置在所述壳体的内部；
[0014]所述振荡叉体穿过所述壳体的底端向外延伸。
[0015]可选地，所述压电驱动组件用于通过所述刚性膜片激发所述振荡叉体振荡，并将接收到的所述振荡叉体产生的机械振荡转换为电信号；
[0016]所述压电驱动组件包括发射单元、接收单元和绝缘单元；所述绝缘单元至少包括第一绝缘单元、第二绝缘单元和第三绝缘单元；
[0017]所述第一绝缘单元、所述接收单元、所述第二绝缘单元、所述发射单元和所述第三绝缘单元从上至下依次叠加；
[0018]所述发射单元至少包括第一压电元件和第二压电元件；所述第一压电元件和所述第二压电元件在机械连接上为串联连接，所述第一压电元件和所述第二压电元件在电路连接上为并联连接；所述第一压电元件和所述第二压电元件上均设置电极片；
[0019]工作过程中，所述第一压电元件和所述第二压电元件在外界因素作用下同时进行拉伸或压缩动作，并将拉伸或压缩动作通过所述刚性膜片传递至所述振荡叉体，带动所述振荡叉体振荡；通过所述接收单元接收所述振荡叉体产生的机械振荡，并将所述机械振荡转换为电信号。
[0020]可选地，所述振动开关装置还包括模制注塑组件；
[0021]所述模制注塑组件用于将所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件、所述第二温度平衡块密封为整体；
[0022]所述模制注塑组件内还设置有导线槽，所述导线槽用于放置和固定从所述电极片上引出的引线。
[0023]可选地，所述振动开关装置还包括烧结块和多个焊针；
[0024]所述烧结块设置在所述壳体的顶端；所述焊针设置在所述烧结块上，且所述焊针贯穿所述烧结块；
[0025]所述烧结块由无机玻璃和金属封装而成，所述烧结块用于使得所述壳体的内部处于密封状态；
[0026]所述焊针与所述压电驱动组件连接，所述焊针用于：
[0027]为所述压电驱动组件提供交变电压激励；
[0028]将所述压电驱动组件输出的电信号传输至外部终端。
[0029]可选地，所述压紧组件包括支撑固定架和压紧螺钉；
[0030]所述支撑固定架设置在所述壳体的内表面，所述支撑固定架用于固定所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件和所述第二温度平衡块；
[0031]所述压紧螺钉设置在所述支撑固定架上，所述压紧螺钉用于通过所述支撑固定架对所述压电驱动组件施加预紧力，从而将所述压电驱动组件压紧在所述刚性膜片上。
[0032]可选地，所述支撑固定架上设置有卡爪；
[0033]所述支撑固定架通过所述卡爪固定在所述壳体的内表面，且所述卡爪的外表面的曲率与所述壳体的内表面的曲率相对应。
[0034]可选地，所述第一温度平衡块的高度，根据以下公式进行计算：
[0035]壳体的高度
×
壳体的热膨胀系数＝支撑固定架的高度
×
支撑固定架的热膨胀系数+电极片的高度
×
电极片的热膨胀系数
×
m+绝缘单元的高度
×
绝缘单元的热膨胀系数
×
n+压电元件的高度
×
压电元件的热膨胀系数
×
l+第i1个位置处第一温度平衡块的高度
×
第一温度平衡块的热膨胀系数+第i2个位置处第二温度平衡块的高度
×
第二温度平衡块的热膨胀系数；
[0036]其中，m表示电极片的数量，n表示绝缘单元的数量，l表示压电元件的数量，第一温度平衡块的第i1个位置表示第一温度平衡块的任意一个位置，第二温度平衡块的第i2个位置与第一温度平衡块的第i1个位置相对应。
[0037]可选地，所述电极片的材料为铍青铜；所述电极片的引线的外皮的材料为铁氟龙，所述电极片的引线的线芯的材料为纯银；
[0038]所述第一温度平衡块的材料为铜合金、铝合金和/或镁合金。
[0039]可选地，所述第一温度平衡块上设置有第一凸台结构，所述第二温度平衡块上设置有第二凸台结构；
[0040]所述第一温度平衡块通过所述第一凸台结构固定在所述模制注塑组件的内部；
[0041]所述第二温度平衡块通过所述第二凸台结构固定在所述模制注塑组件的内部。
[0042]根据本专利技术提供的具体实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种振动开关装置，其特征在于，所述振动开关装置从上至下依次包括压紧组件、第一温度平衡块、压电驱动组件、第二温度平衡块和刚性膜片；所述刚性膜片的底端向外延伸，以形成振荡叉体；所述第一温度平衡块的膨胀系数与所述第二温度平衡块的膨胀系数相同；所述第一温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数；所述第二温度平衡块的膨胀系数分别不小于所述压电驱动组件的膨胀系数和所述压紧组件的膨胀系数。2.根据权利要求1所述的振动开关装置，其特征在于，所述振动开关装置还包括壳体；所述压紧组件、所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件、所述第二温度平衡块和所述刚性膜片均设置在所述壳体的内部；所述振荡叉体穿过所述壳体的底端向外延伸。3.根据权利要求2所述的振动开关装置，其特征在于，所述压电驱动组件用于通过所述刚性膜片激发所述振荡叉体振荡，并将接收到的所述振荡叉体产生的机械振荡转换为电信号；所述压电驱动组件包括发射单元、接收单元和绝缘单元；所述绝缘单元至少包括第一绝缘单元、第二绝缘单元和第三绝缘单元；所述第一绝缘单元、所述接收单元、所述第二绝缘单元、所述发射单元和所述第三绝缘单元从上至下依次叠加；所述发射单元至少包括第一压电元件和第二压电元件；所述第一压电元件和所述第二压电元件在机械连接上为串联连接，所述第一压电元件和所述第二压电元件在电路连接上为并联连接；所述第一压电元件和所述第二压电元件上均设置电极片；工作过程中，所述第一压电元件和所述第二压电元件在外界因素作用下同时进行拉伸或压缩动作，并将拉伸或压缩动作通过所述刚性膜片传递至所述振荡叉体，带动所述振荡叉体振荡；通过所述接收单元接收所述振荡叉体产生的机械振荡，并将所述机械振荡转换为电信号。4.根据权利要求3所述的振动开关装置，其特征在于，所述振动开关装置还包括模制注塑组件；所述模制注塑组件用于将所述第一温度平衡块、所述压电驱动组件、所述第二温度平衡块密封为整体；所述模制注塑组件内还设置有导线槽，所述导线槽用于放置和固定从所述电极片上引出的引线。5.根据权利要求2所述的振动开关装置，其特征在于，所述振动开关装置还包括烧结块和多个焊针；所述烧结块设置在所述壳体的顶端；所述焊针设置在所述烧结块上，且所述焊针贯穿所述烧结块；所述烧结块由无机玻璃和金属封装而成，所述烧结块用于使得所述壳体的内部处于密封状态；所述焊针与所述压电驱动组件连接，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，王璞，
申请(专利权)人：西安定华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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