[發(fā)明專利]超聲波傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680034560.2
• 申請(qǐng)日: 2006-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN101268716A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·拉普斯;H·盧比克;O·哈蒂格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): H04R17/00
• 分類號(hào): H04R17/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若;趙辛

現(xiàn)有技術(shù)

本發(fā)明涉及一種獨(dú)立權(quán)利所述類型的超聲波傳感器。已公開一些超 聲波傳感器。在這些傳感器中通過超聲波激勵(lì)薄膜振動(dòng)。借助電聲轉(zhuǎn)換 器，例如壓電元件將聲波轉(zhuǎn)換成一種電信號(hào)，這樣可將該信號(hào)進(jìn)行分析。 特別是在露天使用時(shí)，在低溫情況下例如通過冰或者雪，當(dāng)超聲波傳感 器被它們覆蓋時(shí)超聲波傳感器的功能會(huì)受到影響。雪會(huì)吸收聲波。通過 冰層會(huì)減小薄膜的振動(dòng)能力。此外通過冰層也可將聲波輸出到其它的結(jié) 構(gòu)部件上，這樣總體降低了系統(tǒng)的靈敏度。US?6,282,969已公開了一種 超聲波傳感器。它被插入在支架中。該支架具有加熱元件。該加熱元件 用于加熱超聲波轉(zhuǎn)換器，特別是也用于加熱薄膜。通過這一措施使得可 能在超聲波傳感器的支架前面聚集的冰雪融化。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器與之相比具 有下述優(yōu)點(diǎn)，即超聲波傳感器本身具有用于加熱薄膜的加熱元件。通過 這一措施可以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，因?yàn)榧訜嵩珊推渌碾娮釉O(shè)備集成到 超聲波傳感器中。此外還可以提高加熱效率，因?yàn)槌暡▊鞲衅骰蛘弑? 膜本身被加熱。通過這一措施特別是在結(jié)冰的汽車啟動(dòng)時(shí)可快速地為系 統(tǒng)的功能性作好準(zhǔn)備。

通過在從屬權(quán)利要求中列出的措施，可對(duì)在獨(dú)立權(quán)利要求中所說明 的超聲波傳感器進(jìn)行有利的進(jìn)一步變型和改進(jìn)。采用一種具有轉(zhuǎn)換器罐 (Wandlertopf)的超聲波傳感器是特別有利的，因?yàn)橥ㄟ^這一措施不僅 可以保證超聲波傳感器具有最佳的接收特性，而且也可通過轉(zhuǎn)換器罐將 薄膜加熱。

此外，將加熱元件設(shè)置在轉(zhuǎn)換器罐中也是有利的。在這種情況中， 加熱元件既可設(shè)置在罐內(nèi)部，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)換器罐體本身中。通過這 一措施既可保證加熱元件的節(jié)省空間的安裝，又可簡(jiǎn)化安裝，并且更加 靠近薄膜。

在另一實(shí)施方式中也可在必要時(shí)將加熱元件集成到薄膜本身中去。 通過這一措施可達(dá)到特別高的熱效率。

通過歐姆電阻加熱裝置形成特別簡(jiǎn)單的加熱結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施方式 中也可將加熱元件構(gòu)造成一種渦電流加熱裝置。通過在渦電流加熱裝置 中熱能的感應(yīng)傳遞，可以放棄在加熱元件和薄膜或者轉(zhuǎn)換器罐之間的直 接的電接觸。

為了一方面能有效地使用熱能，并且另一方面避免超聲波傳感器過 熱，有利地設(shè)置用于測(cè)量超聲波傳感器溫度的溫度測(cè)量單元。

此外，設(shè)置用于調(diào)節(jié)加熱元件的調(diào)節(jié)單元也是有利的。加熱元件特 別是可根據(jù)溫度以所希望的加熱功率運(yùn)行。此外，將調(diào)節(jié)單元集成在用 于傳感器分析的分析單元中也是有利的。通過這一措施產(chǎn)生了特別簡(jiǎn)單 的電子結(jié)構(gòu)。

將根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器用于在汽車中測(cè)量距離是特別有利 的。特別是在汽車中在冬天在行駛時(shí)還有在汽車停車后常常會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰 或者下雪。在這種情況下，距離測(cè)量的任務(wù)是警示司機(jī)注意汽車周圍的 障礙物。通過根據(jù)本發(fā)明的對(duì)薄膜的有利的加熱也可在低溫時(shí)，特別是 在汽車起動(dòng)之后能很快地保證距離測(cè)量的功能性。

附圖

在附圖中示出了本發(fā)明的一些實(shí)施例，在下面的說明中對(duì)這些實(shí)施 例加以詳細(xì)的說明。

圖1：根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器安裝到汽車的保險(xiǎn)杠中時(shí)的側(cè)面 剖視圖；

圖2：根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器的電路簡(jiǎn)圖；

圖3至7：具有不同加熱元件的不同超聲波傳感器的一些實(shí)施例。

實(shí)施例說明

根據(jù)本發(fā)明的超聲波傳感器可用于任意的超聲波測(cè)量。若在測(cè)量時(shí) 可能存在雪或者是冰蓋住傳感器的危險(xiǎn)時(shí)使用這種傳感器特別有用。特 別是露天使用時(shí)，例如在測(cè)量風(fēng)力時(shí)或者在露天測(cè)量距離時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種 情況。將超聲波距離傳感器設(shè)置在汽車上，并且用于測(cè)量到汽車周圍的 障礙物的距離，這種使用是特別有利的。因此在下面通過設(shè)置在汽車中 的超聲波距離傳感器的實(shí)例來介紹本發(fā)明。在這種情況中超聲波傳感器 一方面僅可用作超聲波接收器。在這種超聲波接收器中它可接收由其它 的源發(fā)出的超聲波。然而在優(yōu)選的實(shí)施方式中，特別是在汽車中使用的 超聲波傳感器也能用作超聲波發(fā)射器。在此，它在第一工作方式時(shí)發(fā)射 超聲波，并且在第二工作方式時(shí)又能接收反射的超聲波，并且能對(duì)接收 的超聲波進(jìn)行分析。其中，按下述方式測(cè)量距離，即發(fā)射的超聲波被障 礙物反射，測(cè)量被反射的超聲波信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間，其措施是從信號(hào)的發(fā) 射和反射信號(hào)的接收之間的時(shí)間中確定時(shí)間差。從運(yùn)行時(shí)間并根據(jù)聲聲 速度即可確定到障礙物的距離。