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振动式物位开关压电陶瓷组件中电极片设计和加工

2017-04-20

　　压电陶瓷组件广泛应用振动式物位开关中，是振动式物位开关的作为振动驱动和检测的核心关键部件。
　　一般地，振动式物位开关分测量固体颗粒粉末的料位开关和测量液体的液位开关两种。其振动探头有音叉和棒状作为振动体的，其中液位开关探头一般以小音叉作为振动体。
　　振动式物位开关的核心部件即压电陶瓷组件由多片压电陶瓷片以串联结构叠堆在一起，采用铜电极片将它们的电路并联起来。传统的压电组件的电极连接，通常用焊锡通过普通导线将多片铜电极片焊到一个线路板上。这种导线加锡焊的连接方式，容易导致虚焊，接触不良，耐温性差，连接不可靠，是目前振动式物位开关发生故障和工作可靠性差主要起因。

　　计为自动化研发的振动式物位开关，其压电组件摒弃了传统的电极焊接方式，采用创新一体化结构：

　　（1）采用挠曲式和一体式的铜片电极，导线端子采用压接式结构，完全克服了传统锡焊导致的耐高温性能差、连接可靠性低的缺陷；
　　（2）科学选择具有优良弹性和柔韧性的黄铜为电极材料，使电极伸缩自如，柔软有加，保证电极与压电陶瓷片的良好接触和导电性能，并减少对压电陶瓷振动的阻碍；
　　（3）电极片表面经镀银处理，极大提高了导电率和抗腐蚀能力，并细化镀银工艺，在镀银前，铜电极表面须先经除油去锈处理，增加银层的附着力和镀层的细致、均匀性，防止银层的脱落起泡和被氧化。
　　经过上述设计和工艺处理得压电陶瓷组件，经由专用塑料外壳包裹分装后成为一个整体，其组装过程如图一所示。