CN106328804A - 多通道的压电薄膜极化夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道的压电薄膜极化夹具，包括夹紧框板，所述夹紧框板围合的空间中设置有接近或远离且相互平行的加载钢板，所述加载钢板两个相对端面上设置有夹紧压电薄膜的极化铜片。本发明提高了极化电压，提高了压电传感器的灵敏度，本发明防止在极化过程中极化铜片和薄膜之间存在封闭气泡，防止高压电弧形成导致的薄膜击穿，本发明提高了压电薄膜的极化速度，降低了成本，制备工作简单、可操作性强、可进行大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于智能材料研究领域，具体涉及一种多通道的压电薄膜极化夹具。
背景技术
目前，压电薄膜传感器在医学、建筑工程、航空航天等很多领域都有非常广泛的应用。而对于压电薄膜传感器来说，如何提高它的灵敏度是研究的关键。压电薄膜极化赋予压电薄膜传感器高压电性能、高传感精度过程中最重要的一个环节。因此如何对压电材料的极化工艺进行优化，改进目前极化夹具存在的一些问题，提高极化的效率和效果，降低极化的成本、提高压电传感器的灵敏度和传感精度显得尤为重要。
有鉴于此，本发明旨在提出一种多通道可夹紧的压电薄膜极化夹具，以解决现有极化技术中存在的一些矛盾：（1）压电薄膜极化面积小，极化速度慢，效率低，成本高；（2）压电薄膜极化面积大，极化电压低，极化后的效果差，灵敏度低；（3）压电薄膜和极化金属片之间贴合不严，极化时会产生电弧，导致薄膜容易击穿，不易获得高质量的产品。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种多通道的压电薄膜极化夹具。
本发明的技术方案是：一种多通道的压电薄膜极化夹具，包括夹紧框板，所述夹紧框板围合的空间中设置有接近或远离且相互平行的加载钢板，所述加载钢板两个相对端面上设置有夹紧压电薄膜的极化铜片。
所述极化铜片的相背端面上设置有正极引出线或负极引出线。
所述极化铜片与正极引出线、负极引出线通过焊接点相连，所述与直流高压电源的漏电保护器相连。
所述极化铜片单独形成回路。
所述夹紧框板呈“]”字型，所述夹紧框板两侧板相对预置有螺母。
所述加载钢板背部设置有夹紧螺栓，所述夹紧螺栓外螺纹与螺母相啮合。
所述夹紧框板采用环氧树脂整体浇铸而成。
所述加载钢板端面形成装配模孔，所述极化铜片背部形成连接模柱，所述连接模柱固定到装配模孔中。
所述装配模孔为六边形，所述连接模柱形状与装配模孔相适应。
所述极化铜片与连接模柱一体浇筑成型。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明创造通过多通道的设计，将大面积的极化夹具改为多通道的单个小面积夹具，各通道之间独自形成回路，互不干扰，这一改进提高了薄膜的极化电压。尤其是对于PZT/PVDF压电复合材料薄膜或者拉伸以后的PVDF薄膜来说，面积越大，内部存在缺陷的可能性就越大，在极化过程中局部被击穿的可能性就越大。所以从这个角度来说极化面积越大，极化时所能够施加的极化电压就越低，极化后的薄膜的灵敏度就越低，所以本方案解决了这一问题，提高了极化电压，提高了压电传感器的灵敏度。
（2）本发明创造在极化铜片的上下设置了夹紧夹具，在极化过程中，可以通过夹紧螺栓，使极化铜片与压电薄膜紧紧贴合在一起，从而可以防止在极化过程中极化铜片和薄膜之间存在封闭气泡，防止高压电弧形成导致的薄膜击穿。
（3）本发明创造的多通道设计，通过增加极化区域的数量，提高了压电薄膜的极化速度，降低了成本，制备工作简单、可操作性强、可进行大规模的工业化生产。
附图说明
图1 是本发明的整体结构示意图；
图2 是本发明中极化铜片的俯视图；
图3 是本发明中极化铜片的侧视图；
图4 是本发明中加载钢板的俯视图；
图5 是本发明中引线与漏电保护器连接示意图；
图6 是本发明中使用状态示意图；
其中：
1 夹紧螺栓 2 螺母
3 夹紧框板 4 加载钢板
5 极化铜片 6 连接模柱
7 压电薄膜 8 正极引出线
9 负极引出线 10 焊接点
11 装配模孔 12 漏电保护器
13 硅油 14 直流高压电源。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1~5所示，一种多通道的压电薄膜极化夹具，包括夹紧框板3，所述夹紧框板3围合的空间中设置有接近或远离且相互平行的加载钢板4，所述加载钢板4两个相对端面上设置有夹紧压电薄膜7的极化铜片5。
所述极化铜片5的相背端面上设置有正极引出线8或负极引出线9。
所述极化铜片5与正极引出线8、负极引出线9通过焊接点10相连，所述与直流高压电源14的漏电保护器12相连。
所述极化铜片5单独形成回路。
所述夹紧框板3呈“]”字型，所述夹紧框板3两侧板相对预置有螺母2。
所述加载钢板4背部设置有夹紧螺栓1，所述夹紧螺栓1外螺纹与螺母2相啮合。
所述夹紧框板3采用环氧树脂整体浇铸而成。
所述加载钢板4端面形成装配模孔11，所述极化铜片5背部形成连接模柱6，所述连接模柱6固定到装配模孔11中。
所述装配模孔11为六边形，所述连接模柱6形状与装配模孔11相适应。
所述极化铜片5与连接模柱6一体浇筑成型。
所述夹紧螺栓1、螺母2均为钢制。
所述直流高压电源14通过极化铜片5对压电薄膜7进行极化。
所述极化铜片5为六个，其中三个极化铜片5为一组，分别位于压电薄膜7的两侧。
本发明的工作过程如下：
如图6所示，本发明在使用时，将压电薄膜7放在两片极化铜片5之间，将夹紧螺栓1拧紧，将接出的引线与直流高压电源14的漏电保护器12相连，将该套夹具放置在装满硅油13的容器中，对硅油13进行加热，当硅油13的温度达到90℃时，打开直流高压电源14，开始对压电薄膜7进行极化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多通道的压电薄膜极化夹具，包括夹紧框板（3），其特征在于：所述夹紧框板（3）围合的空间中设置有接近或远离且相互平行的加载钢板（4），所述加载钢板（4）两个相对端面上设置有夹紧压电薄膜（7）的极化铜片（5）。
2.根据权利要求1所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述极化铜片（5）的相背端面上设置有正极引出线（8）或负极引出线（9）。
3.根据权利要求2所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述极化铜片（5）与正极引出线（8）、负极引出线（9）通过焊接点（10）相连，所述与直流高压电源（14）的漏电保护器（12）相连。
4.根据权利要求3所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述极化铜片（5）单独形成回路。
5.根据权利要求2所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述夹紧框板（3）呈“]”字型，所述夹紧框板（3）两侧板相对预置有螺母（2）。
6.根据权利要求5所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述加载钢板（4）背部设置有夹紧螺栓（1），所述夹紧螺栓（1）外螺纹与螺母（2）相啮合。
7.根据权利要求5所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述夹紧框板（3）采用环氧树脂整体浇铸而成。
8.根据权利要求2所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述加载钢板（4）端面形成装配模孔（11），所述极化铜片（5）背部形成连接模柱（6），所述连接模柱（6）固定到装配模孔（11）中。
9.根据权利要求8所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述装配模孔（11）为六边形，所述连接模柱（6）形状与装配模孔（11）相适应。
10.根据权利要求8所述的多通道的压电薄膜极化夹具，其特征在于：所述极化铜片（5）与连接模柱（6）一体浇筑成型。
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