压力检测传感器 什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了
什么是压电压力波（PWP）传感器？看完就懂了
压电材料作为感知电力设备放电、振动等信号的关键材料，在电力设备振动监测、放电检测、探伤、温度测量、电压传感等领域得到广泛应用。
压电材料在压电传感器件中的应用多种多样，其核心在于机械能和电能的相互转换：压电材料受机械振动（压电振动传感器）、声波传导（压电声传感器）等机械外力作用时晶格形变，引起极化状态的变化，输出传感电信号，或通过对压电材料受电场作用产生的形变进行测量来反映电场大小（压电电压传感器）。
声波信号可较好地实现与电信号的耦合与相互转换。根据声波激励、传播和耦合方式的不同，压电声传感器可分为压电超声传感器、声表面波传感器、电声脉冲传感器、压力波传感器等。
除压电电声脉冲传感器外，压电压力波（Pressure Wave Propagation, PWP）传感器同样被广泛用于固体介质空间电荷测量。
不同压电压力波传感器产生压力波的方式略有不同，如利用薄压电陶瓷片产生压力脉冲即压电感应压力波传播法（PIPWP）、利用PVDF压电薄膜产生压力脉冲（压电压力波传播法（Piezo-PWP））等，但测量原理基本相同：产生压力波在介质中传播引起介质产生形变，导致介质内部局部电场的微小变化，从而在外电路上感应出对应的电压或者电流信号，由此反映绝缘介质内部的空间电荷分布情况。常见压电压力波传感器测试装置如图1所示。
压力波阶跃上升沿宽度或脉冲宽度应尽可能窄（远小于介质厚度），以提高压电压力波传感器分辨率和灵敏度。郑飞虎等研究发现，压电薄膜厚度、电脉冲下降沿宽度、背衬层材料及声传播介质等因素都会对压力波脉冲波形和脉冲宽度产生影响，实际测试时选用25μm压电薄膜产生脉宽约50ns的单极性压力波声脉冲。
图1 压电压力波传感器测试装置
目前压电压力波传感器的理论模型与测量技术已经基本明晰，在工业界已开始推广应用。如S.Holé等将压电压力波传感器用于欧洲BESTPATHS项目中高压超导直流电缆绝缘测试，在极低温度下对液氮/纸复合绝缘空间电荷分布进行了测量，其测试装置如图2所示。
图2 压电压力波传感器测试装置
本文编自2021年第7期《电工技术学报》，论文标题为“压电材料与器件在电气工程领域的应用”，作者为姚睿丰、王妍 等。
清华大学取得压力传感器专利，提升压力传感器的灵敏度、响应速度及稳定性
金融界2024年7月23日消息，天眼查知识产权信息显示，清华大学取得一项名为“压力传感器“，授权公告号CN21383541U，申请日期为2024年1月。
专利摘要显示，本申请提供了一种压力传感器，涉及压力传感器技术领域，其旨在解决压力传感器灵敏度差且响应慢的技术问题。该压力传感器包括压力敏感层、硬质导电层、第一电极及第二电极；硬质导电层设置于压力敏感层上，且两者形成密封的空腔；压力敏感层朝向硬质导电层的表面设置有微凸结构，微凸结构与硬质导电层接触；第一电极的一端与压力敏感层电连接，第一电极的另一端形成第一接线端，第一电极与硬质导电层保持电性绝缘；第二电极的一端与硬质导电层电连接，第二电极的另一端形成第二接线端，第二电极与压力敏感层保持电性绝缘。
本文源自金融界
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