專利名稱:一種測量力的壓電薄膜式傳感器的制作方法
本實(shí)用新型是屬于測量力的傳感器技術(shù)領(lǐng)域：
。
已有技術(shù)生產(chǎn)的各種檢測力的傳感器，由于采用不同的檢測原理，測力儀的傳感器先后有應(yīng)用虎克定理的彈簧式傳感器，它由咬合頭、受力桿件、簧絲、指針等組成，以及還有應(yīng)用電測原理的應(yīng)變式傳感器，它由咬合部、滾珠、懸梁、橋式應(yīng)變片、基殼等組成，但是這些傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域口腔生物力學(xué)應(yīng)用中都有不同程度的缺陷，存在著讀數(shù)粗，誤差大，傳感器測力頭較厚，漂移較大和不便于醫(yī)學(xué)臨床消毒以及工藝復(fù)雜的不足，所以均不能適合于醫(yī)學(xué)口腔生物力學(xué)領(lǐng)域中所特有的具體要求，對傳感器咬合頭部件的厚度應(yīng)盡可能薄，傳感器應(yīng)有良好的線性度和重復(fù)性，并且便于定量分析和計(jì)算。
本實(shí)用新型的目的在于解決能適合醫(yī)學(xué)領(lǐng)域口腔生物力學(xué)測量力的傳感器。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用新近發(fā)展的高分子聚合物壓電材料——壓電薄膜作為傳感器的傳感元件，利用其壓電常數(shù)高，頻率響應(yīng)寬，柔軟，厚度薄，可隨意彎曲韌性好，制成各種形狀，抗壓機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，并且壓電薄膜能將受到力直接轉(zhuǎn)換為成比例的電荷輸出，便于制成靈敏度高，小型化的傳感器。它是由基殼、咬合頭、壓電薄膜、連桿、手柄和電纜組成。咬合頭部件形狀設(shè)計(jì)成園臺(tái)形，并在園臺(tái)上平面園心處設(shè)計(jì)加工成一內(nèi)陷窩和一條直淺槽，這樣就能充分適用于口腔各類牙齒，由于口腔牙齒表面有相當(dāng)?shù)挠捕?，一般可達(dá)HRC65，因此咬合頭要有一定的強(qiáng)度和硬度才不致使咬合頭在使用中損壞，同時(shí)又要有一定的韌性，與牙齒有良好的順應(yīng)性，便于能測量到最精確的力值，故可選用象牙材料作為咬合頭材料。在傳感器內(nèi)設(shè)置有二片直徑為5毫米壓電薄膜，一片壓電薄膜作為檢測力值的傳感元件，置于傳感器基殼內(nèi)，另一片壓電薄膜作為溫度補(bǔ)償片，置于傳感器連桿前端內(nèi)，這樣就能精確地把傳感元件壓電薄膜受到力轉(zhuǎn)換成電荷或電壓信號(hào)輸出，提供給測試儀器，并在一次檢測周期溫度漂移小于0.1公斤，而且又不增加傳感器探頭尺寸，從而能避免本實(shí)用新型在檢測力值時(shí)由于檢測環(huán)境條件變化而引起的測量誤差。對傳感器基殼采用整體加工，并與屏蔽 連桿經(jīng)銀焊固定連接，從而可保證傳感器強(qiáng)度，剛度和整體屏蔽，又采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行雙重密封和防潮措施，故能滿足醫(yī)學(xué)臨床的常溫消毒要求。本實(shí)用新型的重要特點(diǎn)是既能適用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中口腔生物力學(xué)，又能作為其它技術(shù)領(lǐng)域：
中的壓力、加速度、振動(dòng)、水聲、超聲檢測的傳感器，并且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理又極其簡單，成本低，使用效果好，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用推廣價(jià)值。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
圖1是本實(shí)用新型提出的壓電薄膜式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中傳感器探頭部A－A剖面圖。
本實(shí)用新型由基殼〔1〕、咬合頭〔2〕、傳力件〔3〕、銅箔〔4〕、壓電薄膜〔5、6〕、連桿〔8〕、銅連接件〔9〕、接線柱〔10〕、手柄〔11〕電纜〔12〕、內(nèi)陷窩〔13〕、直淺槽〔7〕等組成。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提出的壓電薄膜式傳感器的實(shí)施例。
對基殼〔1〕和連桿〔8〕均可選用不銹鋼材料，經(jīng)加工后為保證密封與屏蔽要求，采用銀焊連接，連桿〔8〕與銅連接件〔9〕須緊配合裝配。基殼〔1〕、連桿〔8〕和銅連接件〔9〕通過清洗干凈后，將鍍極壓電薄膜〔5〕用DAD－40導(dǎo)電膠粘合于基殼〔1〕內(nèi)底部，作為傳感器的傳感元件，然后利用壓電材料柔軟性，將壓電薄膜〔6〕卷曲成弧形，放入連桿〔8〕前端內(nèi)，同樣用DAD－40導(dǎo)電膠粘合，作為傳感器的傳感元件溫度補(bǔ)償片。銅箔〔4〕用漆包導(dǎo)線焊接引出，清洗后用DAD－40導(dǎo)電膠與壓電薄膜〔5〕粘合，同樣用另一根漆包導(dǎo)線直接用DAD－40導(dǎo)電膠與壓電薄膜〔6〕粘合引出。將上述部件置入烘箱內(nèi)在80℃溫度下烘烤1小時(shí)后取出，此時(shí)用DAD－40導(dǎo)電膠粘合的部位均應(yīng)已牢固，然后將傳力件〔3〕置于銅箔〔4〕的中央，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行第一次密封，傳力件〔3〕材料可選用硬質(zhì)塑料加工成直徑為4.5毫米，厚度為0.5毫米的園片，但在損傷時(shí)須注意傳力件〔3〕的上表面不能沾上環(huán)氧樹脂，輕壓后，置于80℃烘箱內(nèi)烘1小時(shí)取出并略加修整，這時(shí)就可用細(xì)塑料套管分別將二根漆包引出導(dǎo)線仔細(xì)套好并連接在接線柱〔10〕上，接線柱〔10〕安裝于連桿〔8〕末端。對咬合頭〔2〕材料可選用象牙材料，須加工成園臺(tái)形，在園臺(tái)形上平面園心處加工一直經(jīng)為2毫米的內(nèi)陷窩〔13〕和通過園心的一條寬為1毫米直淺槽〔7〕，再將咬合頭〔2〕壓置于基殼〔1〕內(nèi)，與傳力件〔3〕表面須有良好的接觸性，在咬合頭〔2〕四周空隙再用環(huán)氧樹脂充填，待整齊后進(jìn)行第二次密封置于80℃烘箱內(nèi)烘1小時(shí)，取出后將電纜〔12〕穿過手柄〔11〕中間通道焊接在接線柱〔10〕上，手柄〔11〕可選用有機(jī)玻璃材料制成，將手柄〔11〕與銅連接件〔9〕螺旋配合旋緊，電纜〔12〕引出線可與測試儀器連接，屆時(shí)壓電薄膜式傳感器即已制成。
權(quán)利要求
1.一種測量力的壓電薄膜式傳感器，該傳感器是含有基殼[1]、咬合頭[2]、傳力件[3]、銅箔[4]、壓電薄膜[5、6]、連桿[8]、銅連接件[9]、手柄[11]、電纜[12]其特征在于a.所述咬合頭[2]上有一內(nèi)陷窩[13]和一條直淺槽[7]，b.由二片壓電薄膜[5、6]組合成傳感元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述傳感器，其特征是一片壓電薄膜〔5〕作為測量片，另一片壓電薄膜〔6〕作為溫度補(bǔ)償片組合成傳感元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述傳感器，其特征是在咬合頭〔2〕園臺(tái)形上平面園心處有一內(nèi)陷窩〔13〕和一條直淺槽〔7〕。
專利摘要
本實(shí)用新型是屬于測量力的傳感器技術(shù)領(lǐng)域：
。目前生產(chǎn)的各種檢測力的傳感器，由于測力頭較厚，漂移大以及不便于醫(yī)學(xué)臨床消毒和制造工藝復(fù)雜等不足，均不能適用于醫(yī)學(xué)口腔生物力學(xué)領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用新近發(fā)展的壓電薄膜作為傳感元件，通過溫度補(bǔ)償和合理設(shè)計(jì)咬合頭，達(dá)到既能滿足醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的特殊要求，又能適合其它技術(shù)領(lǐng)域：
的加速度、振動(dòng)等檢測的傳感器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用效果好，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G01L1/18GK87207028SQ87207028
公開日1987年12月31日 申請日期1987年5月8日
發(fā)明者鋇逸仙, 朱磊, 楊寵瑩 申請人:上海第二醫(yī)科大學(xué)附屬第九人民醫(yī)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan