[實用新型]高頻率超聲波傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220226932.4
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN202582572U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍陽;鄒東平;李紅元;張堯;倪雪晴
• 申請（專利權(quán)）人: 常州波速傳感器有限公司
• 主分類號: G01D5/48
• 分類號: G01D5/48
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 何學成

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高頻率超聲波傳感器。

背景技術(shù)

高頻超聲波傳感器用于機器人感應(yīng)，接近開關(guān)、工業(yè)高精自動化、液位測量、物位開關(guān)、料位開關(guān)、卷徑測量等領(lǐng)域，壓電陶瓷超聲波測距都是通過給傳感器脈沖驅(qū)動電壓，使傳感器發(fā)出超聲波，當遇到障礙物時，反射波作用于傳感器，通過計算傳感器發(fā)射與接收的的時間差與傳播速度之積，從而計算出距離，目前用于測距的主要有40KHz,48KHz,58KHz等頻率較低傳感器，所測試精度不能滿足≤3mm的更高要求，而要達到測試分辨更高，只有高頻傳感器才能滿足要求。

高頻超聲波傳感器應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，高于100KHz的高頻率傳感器應(yīng)用在高精度工業(yè)自動化測距、煙霧濃度探測器,液位儀等。傳統(tǒng)100KHz的超聲波傳感器以內(nèi)其測試精度低于3mm，分辨率低，不能滿足高精度要求壓電陶瓷超聲波傳感器的分辨率、測試精度與頻率具有直接的關(guān)系,其工作頻率越高，測試精度越高。參照圖1，是一種300KHz高頻率超聲波傳感器，由金屬外殼1、壓電陶瓷片2、匹配層3和PCB板4等組成，將壓電陶瓷片2與匹配層3粘接,再將匹配層3與金屬外殼1粘接，PCB板4粘接在金屬外殼1上，正極信號5線、負極信號線6連接PCB板4與壓電陶瓷片2。由于常規(guī)的300KHz高頻超聲波傳感器的負極信號線6是直接焊在壓電陶瓷片2上面的，導致出現(xiàn)以下問題：

第一、負極信號線6焊接在壓電陶瓷片2上，由于焊點的體積較大，并且無法保證焊接點處于壓電陶瓷片2的中心，因此會影響壓電陶瓷片2的局部振動不均衡，而影響信號的發(fā)射與接收，從而導致傳感器靈敏度降低；

第二、負極信號線6焊接在壓電陶瓷片2上，具有焊接的不可靠性；

第三、由于壓電陶瓷片2與金屬外殼3之間構(gòu)成諧振腔7，負極信號線6穿過諧振腔7引出連接在PCB板上，當傳感器工作時壓電陶瓷片2振動，諧振腔產(chǎn)生共振，負極信號線6存在于諧振腔中會影響其共振頻率，使壓電陶瓷片2的能量衰減，導致靈敏度低。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種高頻率超聲波傳感器，本實用新型避免在壓電陶瓷片上形成焊接點，確保了傳感器的靈敏度。

實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼、壓電陶瓷片、匹配層、PCB板、正極信號線、負極信號線，壓電陶瓷片與匹配層粘接,匹配層與金屬外殼粘接，PCB板粘接在金屬外殼上，正極信號線的一端與PCB板連接，正極信號線的另一端與壓電陶瓷片連接，負極信號線的一端與PCB板連接，負極信號線的另一端與金屬外殼連接，在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。

采用了上述方案，由于負極信號線無需與壓電陶瓷片直接進行焊接，在壓電陶瓷片上沒有焊點存在，因此確保了壓電陶瓷片的振動的均衡性，進一步確保了壓電陶瓷片信號的發(fā)射與接收，從而使傳感器靈敏度得到保證；負極信號線與金屬外殼直接連接，無需穿過諧振腔，當傳感器工作時壓電陶瓷片振動，諧振腔產(chǎn)生共振，消除了負極信號線影響諧振腔與壓電陶瓷片的共振頻率，確保壓電陶瓷片的能量不會衰減，從而保證傳感器的靈敏度低。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進一步說明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中高頻率超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型高頻率超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中，10為金屬外殼、20為壓電陶瓷片、30為匹配層、40為PCB板、50為正極信號線、60為負極信號線、70為金屬絲線。

具體實施方式

參見圖2，本實用新型的高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼10、壓電陶瓷片20、匹配層30和PCB板40、正極信號線50、負極信號線60，壓電陶瓷片20與匹配層30粘接,匹配層30與金屬外殼10粘接，PCB板40粘接在金屬外殼10上。正極信號線50與PCB板40連接，負極信號線60的一端與PCB板40連接，負極信號線40的另一端與金屬外殼10連接。在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線70，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。