阅读说明：本技术 分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法 (Sintering device and method for molecular electronic type angular acceleration electromechanical converter ) 是由 郑辛 孙荣凯 秦杰 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法,该装置包括烧结成型组件和加热单元,烧结成型组件包括底座、环形结构体和压接盖体,环形结构体具有环形内腔,环形内腔用于填充待烧结的电转换器微珠材料,环形结构体设置在底座的上部,压接盖体包括环形盖和压接圆柱件,压接圆柱件固定设置在环形盖上,压接盖体设置在环形结构体的上部,压接圆柱件与环形内腔相配合,压接圆柱件压设在待烧结的电转换器微珠材料上,烧结成型组件可放置在加热单元内,加热单元用于对烧结成型组件进行加热以将微珠材料烧结成动电转换器。应用本发明的技术方案,以解决现有技术中动电转换器烧结不均匀所导致的动电转换器强度差的技术问题。(The invention provides a sintering device and a sintering method for a molecular electronic type angular acceleration electromechanical converter, the device comprises a sintering forming assembly and a heating unit, the sintering forming assembly comprises a base, an annular structure body and a crimping cover body, the annular structure body is provided with an annular inner cavity, the annular inner cavity is used for filling an electrokinetic converter bead material to be sintered, the annular structure body is arranged on the upper portion of the base, the crimping cover body comprises an annular cover and a crimping cylindrical part, the crimping cylindrical part is fixedly arranged on the annular cover, the crimping cover body is arranged on the upper portion of the annular structure body, the crimping cylindrical part is matched with the annular inner cavity, the crimping cylindrical part is arranged on the electrokinetic converter bead material to be sintered in a pressing mode, the sintering forming assembly can be placed in the heating unit, and the heating unit is used for heating the sintering forming assembly to sinter the bead material into the. By applying the technical scheme of the invention, the technical problem of poor strength of the electrokinetic converter caused by nonuniform sintering of the electrokinetic converter in the prior art is solved.)

分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法

技术领域

本发明涉及角加速度计技术领域，尤其涉及一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法。

背景技术

分子电子型角加速度计是用来测量载体相对于其所对应轴线的角加速度信号，其工作原理是利用其敏感组件内的工作液体的流动导致“动电转换器——液体”界面处电荷的转移而形成电势差，通过电极测量动电转换器件两端的电势差，直接得到与外界角加速度信号相对应的电信号。

分子电子型角加速度计的动电转换器是分子电子型角加速度计的关键部分之一。在动电转换器件内分布有许许多多微小的孔隙，当液体流经这些孔隙时，孔隙壁对某些阳离子有亲合势，这些阳离子被吸附在孔隙壁结构之中。这样，孔隙表面由于吸附离子而带电，在它周围的工作液体内则分布着与孔隙表面电性相反、电荷相等的离子，使工作液体带电，当外界有角加速度信息导致带电的工作液体流动时，形成电信号。因此，动电转换器结构状态的稳定是分子电子型角加速度计正常工作的关键因素之一。然而，采用现有工艺方法烧结不均匀，其所制成的角加速度计动电转换器的强度较差，在使用过程中，表面会有微珠颗粒脱落，影响加速度计的工作精度。

发明内容

本发明提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法，能够解决现有技术中动电转换器烧结不均匀所导致的动电转换器强度差的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置，动电转换器烧结装置包括：烧结成型组件，烧结成型组件包括底座、环形结构体和压接盖体，环形结构体具有环形内腔，环形内腔用于填充待烧结的电转换器微珠材料，环形结构体设置在底座的上部，压接盖体包括环形盖和压接圆柱件，压接圆柱件固定设置在环形盖上，压接盖体设置在环形结构体的上部，压接圆柱件与环形内腔相配合，压接圆柱件压设在待烧结的电转换器微珠材料上以用于向环形内腔内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力；加热单元，烧结成型组件可放置在加热单元内，加热单元用于对烧结成型组件进行加热以将环形内腔内的待烧结的电转换器微珠材料烧结成动电转换器。

进一步地，底座具有定位凹槽，定位凹槽设置在底座的与环形结构体相贴合的表面，环形结构体包括定位凸起，定位凸起设置在环形结构体的与底座相贴合的表面，定位凸起与定位凹槽相配合以实现环形结构体与底座之间的定位；或底座包括定位凸起，定位凸起设置在底座的与环形结构体相贴合的表面，环形结构体具有定位凹槽，定位凹槽设置在环形结构体的与底座相贴合的表面，定位凸起与定位凹槽相配合以实现环形结构体与底座之间的定位。

进一步地，动电转换器烧结装置还包括第一紧固件和/或第二紧固件，第一紧固件用于实现底座与环形结构体之间的紧固连接，第二紧固件用于实现环形结构件与压接盖体之间的紧固连接。

进一步地，烧结成型组件的材质包括铝材。

进一步地，加热单元包括高温烧结炉，待烧结的电转换器微珠材料包括玻璃微珠材料或陶瓷微珠材料。

根据本发明的又一方面，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结方法，动电转换器烧结方法使用如上所述的分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置。

进一步地，动电转换器烧结方法包括：将底座放置于平整试验平台上，将环形结构体放置于底座上；根据待获取的动电转换器的结构尺寸将适量的待烧结的电转换器微珠材料填充至环形结构体的环形内腔内；将压接盖体放置于环形结构体上，压接盖体的压接圆柱件与环形内腔相配合，压接圆柱件压设在待烧结的电转换器微珠材料以用于向环形内腔内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力；将组装完成的烧结成型组件放置于加热单元内，加热单元对烧结成型组件进行加热，加热设定时间后，加热单元停止加热并对烧结成型组件进行保温以完成角速度计动电转换器的烧结。

进一步地，将环形结构体放置于底座上之后，动电转换器烧结方法还包括：环形结构体的定位凸起与底座的定位凹槽相配合以实现环形结构体与底座之间的定位；操作第一紧固件以实现底座与环形结构体之间的紧固连接。

进一步地，压接圆柱件压设在待烧结的电转换器微珠材料之后，动电转换器烧结方法还包括：操作第二紧固件以实现环形结构体与压接盖体之间的紧固连接。

进一步地，待烧结的电转换器微珠材料的粒径为200μ至600μ。

应用本发明的技术方案，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置，该烧结装置通过底座、环形结构体和压接盖体共同围成待烧结的电转换器微珠材料的填充空间，在该填充空间内，可根据待获取的动电转换器的大小填充适量电转换器微珠材料，压接盖体通过向待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力，能够保证待获取动电转换器表面平滑，且内部受力均匀，提高了动电转换器结构的稳定性和强度。此外，待烧结的电转换器微珠材料设置在由底座、环形结构体和压接盖体共同围成的封闭烧结空腔内，在加热单元加热的过程中，电转换器微珠材料各方面受热相同，从而提高了电转换器烧结的均匀性，满足了分子电子型角加速度计工程产品实现时对动电转换器结构稳定成型的实现要求。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置的正视图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的环形结构体的正视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底座；20、环形结构体；20a、环形内腔；30、压接盖体；31、环形盖；32、压接圆柱件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1和图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置，该动电转换器烧结装置包括烧结成型组件和加热单元，烧结成型组件包括底座10、环形结构体20和压接盖体30，环形结构体20具有环形内腔20a，环形内腔20a用于填充待烧结的电转换器微珠材料，环形结构体20设置在底座10的上部，压接盖体30包括环形盖31和压接圆柱件32，压接圆柱件32固定设置在环形盖31上，压接盖体30设置在环形结构体20的上部，压接圆柱件32与环形内腔20a相配合，压接圆柱件32压设在待烧结的电转换器微珠材料上以用于向环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力；烧结成型组件可放置在加热单元内，加热单元用于对烧结成型组件进行加热以将环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料烧结成动电转换器。

应用此种配置方式，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置，该烧结装置通过底座、环形结构体和压接盖体共同围成待烧结的电转换器微珠材料的填充空间，在该填充空间内，可根据待获取的动电转换器的大小填充适量电转换器微珠材料，压接盖体通过向待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力，能够保证待获取动电转换器表面平滑，且内部受力均匀，提高了动电转换器结构的稳定性和强度。此外，待烧结的电转换器微珠材料设置在由底座、环形结构体和压接盖体共同围成的封闭烧结空腔内，在加热单元加热的过程中，电转换器微珠材料各方面受热相同，从而提高了电转换器烧结的均匀性，满足了分子电子型角加速度计工程产品实现时对动电转换器结构稳定成型的实现要求。

进一步地，在本发明中，为了实现环形结构体与底座之间相对位置的确定，防止因两者安装位置偏差导致多个动电转换器烧结质量不统一，可将底座10配置为具有定位凹槽，定位凹槽设置在底座10的与环形结构体20相贴合的表面，环形结构体20包括定位凸起，定位凸起设置在环形结构体20的与底座10相贴合的表面，定位凸起与定位凹槽相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。作为本发明的一个具体实施例，可在底座10的上表面开设两处间隔设置的定位凹槽，环形结构体20包括两个间隔设置的定位凸起，两个定位凹槽与两个定位凸起一一对应设置，在将环形结构体20安装在底座10上时，两个定位凹槽分别与两个定位凸起一一相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。

作为本发明的其他替换实施例，为了实现环形结构体与底座之间相对位置的确定，也可将底座10配置为包括定位凸起，定位凸起设置在底座10的与环形结构体20相贴合的表面，环形结构体20具有定位凹槽，定位凹槽设置在环形结构体20的与底座10相贴合的表面，定位凸起与定位凹槽相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。作为本发明的一个具体实施例，底座10包括两个间隔设置的定位凸起，两个间隔设置的定位凸起设置在底座10的上表面，环形结构体20的下表面开设有两个间隔设置的定位凹槽，两个定位凹槽与两个定位凸起一一对应设置，在将环形结构体20安装在底座10上时，两个定位凹槽分别与两个定位凸起一一相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。

进一步地，在本发明中，为了实现底座10与环形结构体20之间的紧固连接，防止在烧结过程中两者相互运动影响动电转换器的烧结质量，可将动电转换器烧结装置配置为还包括第一紧固件，第一紧固件用于实现底座10与环形结构体20之间的紧固连接。作为本发明的一个具体实施例，第一紧固件包括弹簧压片、卡钩或卡扣等紧固件。

此外，在本发明中，为了实现环形结构件与压接盖体30之间的紧固连接，防止在烧结过程中两者相互运动影响动电转换器的烧结质量，可将动电转换器烧结装置配置为还包括第二紧固件，第二紧固件用于实现环形结构件与压接盖体30之间的紧固连接。作为本发明的一个具体实施例，第二紧固件包括弹簧压片、卡钩或卡扣等紧固件。

进一步地，在本发明中，为了提高动电转换器烧结的表面精度，可将环形结构体的环形内腔20a的表面以及压接圆柱件32的与待烧结的电转换器微珠材料相接触的表面均进行精加工处理。

在本发明中，考虑材料的易获取性及加工便利性，可将烧结成型组件的材质配置为包括铝材。作为本发明的其他实施例，也可采用其他金属材料来制作烧结成型组件。

此外，在本发明中，为了实现对烧结成型组件的均匀加热，可将加热单元配置为包括高温烧结炉。考虑动电转换器的工作性能，可将待烧结的电转换器微珠材料配置为包括玻璃微珠材料或陶瓷微珠材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结方法，该动电转换器烧结方法使用如上所述的分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置。具体地，在本发明中，动电转换器烧结方法包括：将底座10放置于平整试验平台上，将环形结构体20放置于底座10上；根据待获取的动电转换器的结构尺寸将适量的待烧结的电转换器微珠材料填充至环形结构体20的环形内腔20a内，其中，待烧结的电转换器微珠材料的粒径为200μ至600μ；将压接盖体30放置于环形结构体20上，压接盖体30的压接圆柱件32与环形内腔20a相配合，压接圆柱件32压设在待烧结的电转换器微珠材料以用于向环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力；将组装完成的烧结成型组件放置于加热单元内，加热单元对烧结成型组件进行加热，加热设定时间后，加热单元停止加热并对烧结成型组件进行保温以完成角速度计动电转换器的烧结。

应用此种配置方式，提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结方法，该烧结方法通过将底座、环形结构体和压接盖体共同围成待烧结的电转换器微珠材料的填充空间，在该填充空间内，可根据待获取的动电转换器的大小填充适量电转换器微珠材料，压接盖体通过向待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力，能够保证待获取动电转换器表面平滑，且内部受力均匀，提高了动电转换器结构的稳定性和强度。此外，通过将待烧结的电转换器微珠材料设置在由底座、环形结构体和压接盖体共同围成的封闭烧结空间内，在加热单元加热的过程中，电转换器微珠材料各方面受热相同，从而提高了电转换器烧结的均匀性，满足了角加速度计对动电转换器性能的要求。

进一步地，在本发明中，为了提高环形结构体与底座之间的定位精确性以及连接紧固性，在将环形结构体20放置于底座10上之后，可将动电转换器烧结方法配置为还包括：环形结构体20的定位凸起与底座10的定位凹槽相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位；操作第一紧固件以实现底座10与环形结构体20之间的紧固连接。

此外，在本发明中，为了提高环形结构体与压接盖体之间的连接紧固性，在将压接圆柱件32压设在待烧结的电转换器微珠材料之后，动电转换器烧结方法还包括：操作第二紧固件以实现环形结构体20与压接盖体30之间的紧固连接。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1和图2对本发明的分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置和方法进行详细说明。

如图1和图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置，该动电转换器烧结装置包括烧结成型组件和加热单元，烧结成型组件包括底座10、环形结构体20和压接盖体30，底座10两个间隔设置具有定位凹槽，两个间隔设置定位凹槽设置在底座10的与环形结构体20相贴合的表面，底座10放置于平整台面上，环形结构体20具有环形内腔20a，环形内腔20a用于填充待烧结的电转换器微珠材料，环形结构体20垂直放置在底座10的上部，环形结构体20包括两个间隔设置定位凸起，两个间隔设置定位凸起设置在环形结构体20的与底座10相贴合的表面，两个定位凸起与两个定位凹槽一一对应相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。

压接盖体30包括环形盖31和压接圆柱件32，压接圆柱件32固定设置在环形盖31上，压接盖体30垂直放置在环形结构体20的上部，压接圆柱件32与环形内腔20a相配合，压接圆柱件32压设在待烧结的电转换器微珠材料上以用于向环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力；烧结成型组件可放置在加热单元内，加热单元可采用高温烧结炉，加热单元用于对烧结成型组件进行加热以将环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料烧结成动电转换器。

在本实施例中，使用分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置进行动电转换器的烧结具体包括以下步骤。

步骤一，将底座10放置于平整试验平台上，将环形结构体20垂直放置于底座10上，环形结构体20的定位凸起与底座10的定位凹槽相配合以实现环形结构体20与底座10之间的定位。

步骤二，根据待获取的动电转换器的结构尺寸将适量的粒径为200μ至600μ的待烧结的玻璃微珠或者陶瓷微珠材料均匀分布在环形结构体20的环形内腔20a内。

步骤三，将压接盖体30垂直放置于环形结构体20上，压接盖体30的压接圆柱件32与环形内腔20a相配合，压接圆柱件32压设在待烧结的电转换器微珠材料以用于向环形内腔20a内的待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力。

步骤四，将组装好并填充好玻璃微珠或者陶瓷微珠材料的烧结成型组件放置于加热单元高温烧结炉中的平整烧结台面上。将高温烧结炉升温到500±5℃，一段时间后，高温烧结炉停止加热，保温10分钟后取出角加速度计动电转换器烧结装置，完成角加速度计动电转换器烧结。

本实施例提供了一种为角加速度计动电转换器专门设计的烧结装置，具有专用性，可以一次性实现角加速度计动电转换器的微珠填充，烧结成型，实践情况表明，该装置烧结出的动电转换器结构稳定，烧结均匀，表面微珠颗粒不易掉落，满足了角加速度计对动电转换器性能的要求。

综上所述，本发明提供了一种分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法，该动电转换器烧结装置采用分体结构，通过底座、环形结构体和压接盖体共同围成待烧结的电转换器微珠材料的填充空间，在该填充空间内，可根据待获取的动电转换器的大小填充适量电转换器微珠材料，压接盖体通过向待烧结的电转换器微珠材料施加设定压力，能够保证待获取动电转换器表面平滑，且内部受力均匀，提高了动电转换器结构的稳定性和强度。此外，待烧结的电转换器微珠材料设置在由底座、环形结构体和压接盖体共同围成的封闭烧结腔体内，在加热单元加热的过程中，电转换器微珠材料各方面受热相同，从而提高了电转换器烧结的均匀性，满足了分子电子型角加速度计工程产品实现时对动电转换器结构稳定成型的实现要求。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。