一种次声波检测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种次声波检测器，包括信号放大电路、低通滤波电路、信号衰减电路、程控增益放大电路、直流偏置电路、控制器；还包括次声波传感器、A/D转换电路、显示屏和报警装置，次声波传感器包括外壳、接收平膜片、采集平膜片、接收平膜片箍、采集平膜片箍、基座、PVDF压电薄膜。本实用新型通过次声波传感器实时检测次声波信号，通过显示屏实现信息的显示，当检测异常通过报警装置进行报警，本新型操作方便，具有很强的实用性，本实用新型提供的次声波传感器，采用次声波接收平膜片和次声波采集平膜片，实现了次声波接收平膜片与信号采集平膜片的有效隔离，有利于接收信号的均匀稳定的传递。
【专利说明】
一种次声波检测器
技术领域
[0001 ]本实用新型设备检测仪领域，尤其涉及一种次声波检测器。
【背景技术】
[0002]在工程应用上，红外测距仪测量时，测量某点到测量仪之间的距离时，若中间有障碍物，红外会遇到障碍物就会返回，测量得到的距离会变成测量仪到障碍物的距离，导致无法测量;超声波测距时，超声波遇到物体就会反射，所以被测量物体前有障碍物时，会使得检测数据无法正确得到。
[0003]转动设备或管道在运行中均会由于摩擦而发出各类噪声，该噪声中既包含超低频的次声波，也包含可听频段声波和超高频的超声波，由于声波信号的传输距离随着频率的增加而快速降低，如:频率为1000Hz的声波信号传输距离在达到7Km后能量衰减90 %，而IHz的次声波则是要在传输距离超过3000Km后能量才会衰减90%。因此通过次声波频段可以实现对设备运行异常状态的远距离非接触式故障诊断。
[0004]目前国内和国际上对设备运行异常状态的在线声波诊断主要集中在超声波探伤和声发射诊断领域。
[0005]目前，鲜有基于PVDF薄膜的次声波传感器记录。近几十年来，对次声波的检测已取得一定的成就，研制出了一些性能优良的次声波传感器，基本都是电容式次声波传感器。然而电容式传感器也存在一些问题。例如在高温、高湿及高激励的条件下检测结果会受影响。因此，此处提出采用新的结构、新型敏感元件来提高次声波传感器的测量灵敏度，减小了杂波干扰，可有效防止高温、高湿及高激励等环境的影响。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型为解决目前次声波传感器的测量灵敏度不高，稳定不强，检测数据无法正确得到的技术问题而提供一种次声波检测器。
[0007]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0008]—种次声波检测器，该次声波检测器包括信号放大电路、低通滤波电路、信号衰减电路、程控增益放大电路、直流偏置电路、控制器;所述信号放大电路将信号进行放大并将信号输入至低通滤波电路，所述低通滤波电路将信号进行低通滤波并将滤波后的信号输入至信号衰减电路，所述信号衰减电路将信号进行衰减并将衰减后的信号输入至程控增益放大电路，所述程控增益放大电路将信号进行增益放大并将放大后的信号分别输入至控制器和直流偏置电路；
[0009]该次声波检测器还设置有次声波传感器;所述次声波传感器将实时检测的次声波信号输入至信号放大电路；
[0010]所述次声波传感器包括外壳、接收平膜片、采集平膜片、接收平膜片箍、采集平膜片箍、基座、PVDF压电薄膜，外壳固定在基座上，接收平膜片和采集平膜片通过接收平膜片箍和采集平膜片箍固定在外壳的两截面端上，PVDF压电薄膜阵列设置在采集平膜片的靠近基座的一侧;所述次声波检测器还包括A/D转换电路、显示屏和报警装置;所述直流偏置电路将信号进行偏置并将信号输入至A/D转换电路，所述A/D转换电路将信号进行A/D转换并将信号输入至控制器，所述控制器将信号进行整理并将信号反馈至显示屏；显示屏和报警装置电连接，所述显示屏为智能触控显示屏。
[0011]进一步，所述的外壳为圆柱形，其两截面端边缘带有螺纹;接收平膜片箍、采集平膜片箍和基座为同心圆状，接收平膜片箍和采集平膜片箍内沿带有螺纹，接收平膜片箍和采集平膜片箍内沿螺纹与外壳两截面端边缘螺纹相匹配。
[0012]进一步，所述的接收平膜片和采集平膜片间的空腔内注满绝缘润滑油;基座上设置有固定孔和信号线引出孔。
[0013]进一步，所述程控增益放大电路包括程控增益放大器和第一运放，所述程控增益放大器的IN+端脚通过第一电阻与信号衰减电路的输出端连接，所述程控增益放大器的OUT端脚与直流偏置电路和控制器连接，所述程控增益放大器的REF端脚与第一运放的输出端连接，所述第一运放的同相端通过第六电阻接地并通过依次串联的第七电阻和第八电阻接入电源，所述第一运放的反相端与自身的输出端连接。
[0014]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型通过次声波传感器实时检测次声波信号；同时，通过信号放大电路、低通滤波电路、信号衰减电路、程控增益放大电路、直流偏置电路和A/D转换电路实现信号的调理;并且，通过显示屏实现信息的显示，当检测异常通过报警装置进行报警，本新型操作方便，具有很强的实用性。
[0015]本实用新型提供的次声波传感器，采用次声波接收平膜片和次声波采集平膜片，实现了次声波接收平膜片与信号采集平膜片的有效隔离，有利于接收信号的均匀稳定的传递。此外，绝缘润滑油的填注可以增加传感的阻尼系数，以增强传感器防杂波干扰的能力；本实用新型次声波传感器，采用PVDF新型压电薄膜，利用其低频性能好的特点，拓宽了PVDF压电薄膜次声波传感器的低频范围，增强检测信号和减小检测信号的误差;本实用新型提供的次声波传感器，采用PVDF新型压电薄膜，利用其不易受高温、高湿等因素影响的特点，提高了次声波传感器的测量灵敏度，对低频和超低频响应效果好，减小了杂波干扰，实现了次声波传感器在高温、高湿条件下的正常使用。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例提供的次声波检测器结构示意图；
[0017]图2是本实用新型提供的次声波传感器的俯视结构示意图；
[0018]图3是本实用新型提供的次声波传感器的次声波采集平膜片和PVDF压电薄膜阵列的结构示意图；
[0019]图4是本实用新型提供的控制器连接图；
[0020]图中:1、次声波传感器;1-1、外壳；1-2、接收平膜片；1-3、采集平膜片；1_4、接收平膜片箍；1-5、采集平膜片箍；1-6、基座；1-7、PVDF压电薄膜；1-8、固定孔；1-9、信号线引出孔；1-10、绝缘润滑油;2、信号放大电路;3、低通滤波电路;4、信号衰减电路;5、程控增益放大电路;6、直流偏置电路;7、A/D转换电路;8、显示屏;9、控制器;10、报警装置。
[0021]图5是本实用新型实施例提供的程控增益放大电路的电路结构示意图
【具体实施方式】
[0022]为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0023]如图1至图4所示，本实施例提供的次声波检测器，该次声波检测器包括信号放大电路2、低通滤波电路3、信号衰减电路4、程控增益放大电路5、直流偏置电路6、控制器9;信号放大电路2将信号进行放大并将信号输入至低通滤波电路3，低通滤波电路3将信号进行低通滤波并将滤波后的信号输入至信号衰减电路4，信号衰减电路4将信号进行衰减并将衰减后的信号输入至程控增益放大电路5，程控增益放大电路5将信号进行增益放大并将放大后的信号分别输入至控制器9和直流偏置电路6;
[0024]该次声波检测器还设置有次声波传感器I;所述次声波传感器I将实时检测的次声波信号输入至信号放大电路2;
[0025]次声波传感器I实时检测次声波信号并将检测到的信号输入至信号放大电路2，次声波传感器包括圆柱形外壳1-1、接收平膜片1-2、采集平膜片1-3、接收平膜片箍1-4、采集平膜片箍1-5、基座1_6、PVDF压电薄膜1-7，外壳1-1固定在基座1-6上，接收平膜片1-2和采集平膜片1-3通过接收平膜片箍1-4和采集平膜片箍1-5固定在外壳1-1的两截面端上，用于在次声波作用下产生形变，8片PVDF压电薄膜1-7阵列设置在采集平膜片1-3的靠近基座1-6的一侧，并用于增强压电信号和减少信号输出误差;其中外壳1-1为圆柱形，其两截面端外表面设置有螺纹;接收平膜片箍1-4、采集平膜片箍1-5和基座1-6为同心圆状，同心圆的内径和圆柱形外壳1-1的内径一致;接收平膜片箍1-4和采集平膜片箍1-5内沿带有螺纹，接收平膜片箍1-4和采集平膜片箍1-5内沿螺纹与外壳1-1两截面端边缘螺纹相匹配，通过将次声波接收平膜片箍1-4和采集平膜片箍1-5分别旋入圆柱形外壳1-1的两截面端，以达到固定和密封整个传感器内部结构之目的;接收平膜片1-2和采集平膜片1-3间的空腔内注满绝缘润滑油1-10，有利于实现接收平膜片1-2和采集平膜片1-3隔离的有效隔离，使信号传递更平稳和增加系统的阻尼性;并要保持绝对密封，不得有空气;基座1-6上设置有4个固定孔1-8用于固定次声波传感器，基座上设置有信号引线出孔1-9，用于引出粘贴于次声波采集平膜片1-3上的PVDF压电薄膜7阵列的输出信号线。
[0026]所述次声波检测器还包括A/D转换电路7、显示屏8和报警装置10;所述直流偏置电路6将信号进行偏置并将信号输入至A/D转换电路7，所述A/D转换电路7将信号进行A/D转换并将信号输入至控制器9，所述控制器9将信号进行整理并将信号反馈至显示屏8;显示屏和报警装置10电连接，所述显示屏10为智能触控显示屏。
[0027]本实施例通过次声波传感器I实时检测次声波信号；同时，通过信号放大电路2、低通滤波电路3、信号衰减电路4、程控增益放大电路5、直流偏置电路6和A/D转换电路7实现信号的调理;并且，检测到的次声波信号通过显示屏8进行信号显示，从而方便用户得知周边次声波信号的强弱。
[0028]本实施例的程控增益放大电路5可采用如图5所示的电路结构，包括程控增益放大器Ul和第一运放Al，程控增益放大器Ul的IN+端脚通过第一电阻Rl与信号衰减电路4的输出端连接，程控增益放大器Ul的OUT端脚与直流偏置电路6和控制器9连接，程控增益放大器Ul的REF端脚与第一运放Al的输出端连接，第一运放Al的同相端通过第六电阻R6接地并通过依次串联的第七电阻R7和第八电阻R8接入电源，第一运放Al的反相端与自身的输出端连接。为优化系统，本实施例的显示屏8为智能触控显示屏，用户可直接进行触控进行工作的调节，当检测异常通过报警装置10进行报警。
[0029]本实用新型提供的次声波传感器的工作原理如下:在外界次声波作用下，次声波接收平膜片1-2上发生形变，硅油1-10将形变稳定传递至次声波采集平膜片1-3，次声波采集平膜片1-3上的PVDF压电薄膜阵列将次声波引起的形变转化成电荷信号，其输出的电荷量与所受到的应变量成正比，得到的电荷量由信号线从信号线引出孔1-9引出，通过外界电荷放大等处理后可以得到外界次声波的信息。
[0030]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种次声波检测器，该次声波检测器包括信号放大电路、低通滤波电路、信号衰减电路、程控增益放大电路、直流偏置电路、控制器;所述信号放大电路将信号进行放大并将信号输入至低通滤波电路，所述低通滤波电路将信号进行低通滤波并将滤波后的信号输入至信号衰减电路，所述信号衰减电路将信号进行衰减并将衰减后的信号输入至程控增益放大电路，所述程控增益放大电路将信号进行增益放大并将放大后的信号分别输入至控制器和直流偏置电路;其特征在于，该次声波检测器还设置有次声波传感器;所述次声波传感器将实时检测的次声波信号输入至信号放大电路； 所述次声波传感器包括外壳、接收平膜片、采集平膜片、接收平膜片箍、采集平膜片箍、基座、PVDF压电薄膜，外壳固定在基座上，接收平膜片和采集平膜片通过接收平膜片箍和采集平膜片箍固定在外壳的两截面端上，PVDF压电薄膜阵列设置在采集平膜片的靠近基座的一侧;所述次声波检测器还包括A/D转换电路、显示屏和报警装置;所述直流偏置电路将信号进行偏置并将信号输入至A/D转换电路，所述A/D转换电路将信号进行A/D转换并将信号输入至控制器，所述控制器将信号进行整理并将信号反馈至显示屏；显示屏和报警装置电连接，所述显示屏为智能触控显示屏； 所述的外壳为圆柱形，其两截面端边缘带有螺纹;接收平膜片箍、采集平膜片箍和基座为同心圆状，接收平膜片箍和采集平膜片箍内沿带有螺纹，接收平膜片箍和采集平膜片箍内沿螺纹与外壳两截面端边缘螺纹相匹配； 所述的接收平膜片和采集平膜片间的空腔内注满绝缘润滑油;基座上设置有固定孔和信号线引出孔； 所述程控增益放大电路包括程控增益放大器和第一运放，所述程控增益放大器的IN+端脚通过第一电阻与信号衰减电路的输出端连接，所述程控增益放大器的OUT端脚与直流偏置电路和控制器连接，所述程控增益放大器的REF端脚与第一运放的输出端连接，所述第一运放的同相端通过第六电阻接地并通过依次串联的第七电阻和第八电阻接入电源，所述第一运放的反相端与自身的输出端连接。
【文档编号】G01H11/08GK205506202SQ201620131406
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】徐洪, 陈正华, 孙从露
【申请人】重庆地质矿产研究院