一种常开式静电振动传感器的制作方法

本申请涉及静电振动传感器，尤其涉及一种常开式静电振动传感器。

背景技术：

1、在船舶、火车、风电、发电机、钢铁、冶金、水泵、压缩机、食品等制造业中，振动传感器被用于检测发动机、泵、风机、离心机和齿轮箱等的振动信号，能够及时发现机械故障或异常振动，预防设备损坏和停机，从而避免损失。振动传感器根据其机电变换原理可分为电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式和光电式振动传感器。

2、诸如电动式、电涡流式、电感式等振动传感器，需要外加电源来产生电流、磁场等物理量，从而增加成本和能耗。由于现有振动传感器工作原理的原因，长时间工作会产生明显的发热现象，甚至有短路风险，而在大范围使用振动传感器的场合会极大增加火灾概率。

3、静电振动传感器是一种利用静电感应效应来测量振动信号的振动传感器，即当两个带电表面相对运动时，这两个表面之间就会感应出电压或者电流，通过测量该电压或者电流就能够实现振动信号的测量。由于静电振动传感器不需要外加电源，发热少，从而成本低，能耗小，并具有较高的安全性。但是现有静电振动传感器的使用频率范围低，导致其使用场合受限。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种常开式静电振动传感器，能够解决现有静电振动传感器由于使用频率范围低导致的使用场合受限的问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例的技术方案是：

3、本发明实施例提供了一种常开式静电振动传感器，包括罩壳、定静电感应件、动静电感应件和弹性元件；所述定静电感应件固设于所述罩壳的内腔的顶面；所述弹性元件的一端与所述罩壳的内腔的底面连接，另一端与所述动静电感应件连接；所述动静电感应件滑动设置于所述罩壳的内腔并沿内腔的轴向做一维运动，背离所述弹性元件的一面与所述定静电感应件的背离所述罩壳的一面间隔预设距离；所述定静电感应件和/或动静电感应件预先带电荷；所述弹性元件的劲度系数与所述动静电感应件的质量的比值为40s-2～36000s-2。

4、在一种可能的实现方式中，所述预设距离大于所述弹性元件拉伸时的最大拉伸形变量。

5、在一种可能的实现方式中，所述动静电感应件包括动静电感应子件、第二电极、第二基板和平衡块；所述平衡块的一面与所述弹性元件固定，另一面与所述第二基板的一面固定；第二基板的另一面与第二电极的一面固定；所述第二电极的另一面与所述动静电感应子件的一面固定；所述动静电感应子件的另一面与所述定静电感应件的背离所述罩壳的一面间隔所述预设距离。

6、在一种可能的实现方式中，所述动静电感应子件由绝缘材料制作而成；所述定静电感应件包括第一基板、第一电极和驻极体层；所述第一基板的一面固设于所述罩壳的顶面，另一面与所述第一电极的一面固定；所述第一电极的另一面与所述驻极体层的一面固定；所述驻极体层的另一面与所述动静电感应子件的背离第二电极的一面间隔预设距离。

7、在一种可能的实现方式中，所述定静电感应件和所述动静电感应件的径向截面相同，中轴线在一条直线上。

8、在一种可能的实现方式中，所述罩壳的内腔、所述定静电感应件和所述动静电感应件均为圆柱状。

9、在一种可能的实现方式中，所述罩壳的内腔的内径尺寸与所述动静电感应件的外径尺寸一致。

10、在一种可能的实现方式中，所述罩壳由金属材料制作而成。

11、在一种可能的实现方式中，所述罩壳的内腔为真空状态或者充气状态，所述充气状态所充气体为空气或者保护气。

12、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、本申请实施例提供的常开式静电振动传感器，在实际进行振动测量时，首先使定静电感应件和/或动静电感应件预先带电荷，然后将定静电感应件固设于罩壳的顶面。再然后将弹性元件的一端与罩壳的底面连接，另一端与动静电感应件连接，定静电感应件、动静电感应件和弹性元件均位于罩壳的内腔。动静电感应件滑动设置于罩壳的内腔，背离弹性元件的一面与定静电感应件的背离罩壳的一面间隔预设距离d0。最后将常开式静电振动传感器的罩壳安装于被测振源上，当被测振源产生振动时，罩壳振动使得弹性元件形变并带动动静电感应件振动。振动使得定静电感应件和动静电感应件之间的距离发生变化并由于静电感应效应使得它们电极的感应电动势发生变化，该感应电动势即可产生传感器的输出信号。通过连接在定静电感应件上的第一导线和连接在动静电感应件上的第二导线实现电信号的输出，实现振源的振动的测量。由于本申请实施例的弹性元件的劲度系数与动静电感应件的质量的比值为40s-2～36000s-2，本申请实施例的常开式静电振动传感器共振频率低，从而可以实现宽频率范围的振动测量，频率测量上限理论上为+∞hz。另外，由于本申请实施例的常开式静电振动传感器是通过测量定静电感应件和动静电感应件的背电极之间的电信号来实现振动的测量，不需要外加电源，从而成本低、能耗小，制作成本低廉，具有非常强劲的市场竞争力。而且自身发热少，大范围使用本申请实施例的常开式静电振动传感器不会增加火灾概率，具有较高的安全性。同时准确度和线性度高，具有优秀的综合性能。

1.一种常开式静电振动传感器，其特征在于，包括罩壳、定静电感应件、动静电感应件和弹性元件；

2.根据权利要求1所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述预设距离大于所述弹性元件拉伸时的最大拉伸形变量。

3.根据权利要求1或2所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述动静电感应件包括动静电感应子件、第二电极、第二基板和平衡块；

4.根据权利要求3所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述动静电感应子件由绝缘材料制作而成；

5.根据权利要求1所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述定静电感应件和所述动静电感应件的径向截面相同，中轴线在一条直线上。

6.根据权利要求5所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述罩壳的内腔、所述定静电感应件和所述动静电感应件均为圆柱状。

7.根据权利要求6所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述罩壳的内腔的内径尺寸与所述动静电感应件的外径尺寸一致。

8.根据权利要求1所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述罩壳由金属材料制作而成。

9.根据权利要求1所述的常开式静电振动传感器，其特征在于，所述罩壳的内腔为真空状态或者充气状态，所述充气状态所充气体为空气或者保护气。