[發(fā)明專利]六元式超聲波傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910139693.5
• 申請(qǐng)日: 2019-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN109696677A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙圣英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙圣英
• 主分類號(hào): G01S15/02
• 分類號(hào): G01S15/02;G01S7/521
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種六元式超聲波傳感器，包括雙面電路板、貼片金屬環(huán)、貼片金屬塊、壓電陶瓷塊、金屬振子和網(wǎng)狀信號(hào)屏蔽殼。所述的壓電陶瓷塊安裝在貼片金屬環(huán)上面，貼片金屬塊位于貼片金屬環(huán)內(nèi)，金屬環(huán)錫焊貼片安裝在雙面電路板上，與貼片金屬塊組成超聲波諧振腔，用于消除超聲波信號(hào)發(fā)射完成后產(chǎn)生的余振。六組壓電陶瓷塊，成角度為60o安裝在雙面電路板的圓形平面上，裝有六組壓電陶瓷塊組件的雙面電路板嵌入在網(wǎng)狀信號(hào)屏蔽殼內(nèi)，超聲波傳感器的信號(hào)引腳由電路板底部輸出。本發(fā)明六元式超聲波傳感器，利用超聲波諧振腔對(duì)信號(hào)發(fā)射完成后產(chǎn)生阻尼衰減，消除近距離感應(yīng)盲區(qū)，提高傳感器檢測的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種六元式超聲波傳感器。

背景技術(shù)

目前使用的一體型超聲波傳感器，超聲波信號(hào)的發(fā)射和接收是在同一個(gè)超聲波傳感器組件上完成，當(dāng)一組超聲波信號(hào)發(fā)射完成后，再次由該組件接收反射的超聲波信號(hào)。由于超聲波信號(hào)發(fā)射完成后，傳感器會(huì)產(chǎn)生慣性余振，接收信號(hào)會(huì)有數(shù)毫秒以上的信號(hào)延時(shí)，因此會(huì)產(chǎn)生近距離的感應(yīng)盲區(qū)。當(dāng)超聲波傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測時(shí)，超聲波信號(hào)的發(fā)射與接收相互影響較大，盲區(qū)的距離會(huì)隨之加大，以致無法實(shí)現(xiàn)近距離檢測。同時(shí)檢測環(huán)境的影響和感應(yīng)角度的不同，也使傳感器的可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提供一種六元式超聲波傳感器。傳感器具有特殊結(jié)構(gòu)的諧振腔室，用以消除超聲波發(fā)射后產(chǎn)生的余振，六組獨(dú)立的傳感器分布在圓形的電路板上，可根據(jù)感應(yīng)要求實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)發(fā)生與接收的1-6之間的任意組合，有效消除近距離的感應(yīng)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)、近距離高可靠的感應(yīng)探測。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)有如下技術(shù)方案：

一種六元式超聲波傳感器，包括雙面電路板、貼片金屬環(huán)、貼片金屬塊、壓電陶瓷塊、金屬振子和網(wǎng)狀信號(hào)屏蔽殼，其特征在于：所述的壓電陶瓷塊安裝在貼片金屬環(huán)上面；

所述的貼片金屬塊位于貼片金屬環(huán)內(nèi)；所述的金屬環(huán)錫焊貼片安裝在雙面電路板上，與貼片金屬塊組成超聲波諧振腔，用于消除超聲波信號(hào)發(fā)射完成后產(chǎn)生的余振。

所述的金屬振子安裝在壓電陶瓷塊上面；

所述的壓電陶瓷塊形成的感應(yīng)體有六組，成角度為60o安裝在雙面電路板的圓形平面上，組成結(jié)構(gòu)為六元式超聲波傳感器，每組感應(yīng)體即可發(fā)射也可接收超聲波信號(hào)；

所述的裝有六組壓電陶瓷塊組件的雙面電路板嵌入在網(wǎng)狀信號(hào)屏蔽殼內(nèi)，超聲波傳感器的信號(hào)引腳由電路板底部輸出。

優(yōu)選地，其中：

所述的壓電陶瓷塊的居里溫度為420oC-500oC；所述的壓電陶瓷塊上下兩面是信號(hào)電極，涂有厚度為12um的導(dǎo)電銀漿膜；所述的壓電陶瓷塊材料為PZT-4-PZT-8類鋯鈦酸鉛壓電陶瓷。

優(yōu)選地，其中：

所述的壓電陶瓷塊頂面有凹槽，底面有凸塊，嵌入到金屬環(huán)內(nèi)；所述的金屬振子是帶有凸點(diǎn)的圓形喇叭狀鍋?zhàn)衅附釉趬弘娞沾蓧K的凹槽內(nèi)。

優(yōu)選地，其中：

所述的貼片金屬環(huán)內(nèi)有一個(gè)帶有臺(tái)階的、上面為梯形狀金屬塊，貼片焊接在電路板的Y字狀的圓形焊盤上面，與貼片金屬環(huán)形成一個(gè)超聲波諧振腔室。

優(yōu)選地，其中：

所述的貼片金屬塊高度低于貼片金屬環(huán)0.2mm,內(nèi)部形成的圓柱形的腔室空間，填充高度0.8-1.7mm的耐高溫樹脂。

優(yōu)選地，其中：

所述的耐高溫樹脂在300℃內(nèi)的熱膨脹系數(shù)小于或等于75ppm/℃；

優(yōu)選地，其中：