[發(fā)明專利]超聲波傳感器、電子設(shè)備以及測風(fēng)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211679031.5
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN115900790A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅衛(wèi)東;杜鴻慧;賈松坡;趙蔚欣;湯莉莉;秦東明
• 申請（專利權(quán)）人: 中科三清科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/48
• 分類號(hào): G01D5/48;G01P5/24
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 吳國棟

本公開涉及一種超聲波傳感器、電子設(shè)備以及測風(fēng)系統(tǒng)，超聲波傳感器包括：殼體，包括一端開口的第一容納腔；彈性套管，所述彈性套管的外壁形狀匹配貼合固定在所述殼體的內(nèi)壁上；壓電晶體，包括極柱以及連接所述極柱的引線，所述壓電晶體固定在所述彈性套管中；以及匹配層，封閉安裝在所述第一容納腔的開口端。使用時(shí)，通過將壓電晶體固定在彈性套管中、彈性套管固定在殼體內(nèi)壁上，一方面，可以解決壓電晶體與殼體不易粘貼的問題；另一方面，可以避免殼體與壓電晶體具有不同的膨脹系數(shù)，在溫差較大的環(huán)境中使用時(shí)，其在內(nèi)應(yīng)力作用下會(huì)導(dǎo)致壓電晶體與殼體分離的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及傳感器領(lǐng)域，具體地，涉及一種超聲波傳感器、電子設(shè)備以及測風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

常用的超聲波傳感器由殼體、壓電晶體、密封層和引線等組裝而成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波，超聲波傳感器的可靠性和耐用性主要取決于內(nèi)部構(gòu)造和壓電晶體的性能。

現(xiàn)有的超聲波傳感器組裝工藝是將壓電晶體粘貼于殼體內(nèi)，所采用的殼體為金屬或者塑料，壓電晶體存在與塑料或金屬不易粘貼的問題，并且塑料或金屬與壓電晶體具有不同的膨脹系數(shù)，在溫差較大的環(huán)境中使用時(shí)，其在內(nèi)應(yīng)力作用下會(huì)導(dǎo)致壓電晶體與殼體分離，導(dǎo)致產(chǎn)品使用周期短。這種傳感器的內(nèi)部構(gòu)造直接影響超聲測量的穩(wěn)定性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的是提供一種超聲波傳感器、電子設(shè)備以及測風(fēng)系統(tǒng)，以至少部分地解決相關(guān)技術(shù)中存在的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開提供一種超聲波傳感器，包括：殼體，包括一端開口的第一容納腔；彈性套管，所述彈性套管的外壁形狀匹配貼合固定在所述第一容納腔的內(nèi)壁上；壓電晶體，包括極柱以及連接所述極柱的引線，所述壓電晶體固定在所述彈性套管中；以及匹配層，封閉安裝在所述第一容納腔的開口端。

可選地，所述彈性套管配置為被所述壓電晶體向外抵頂而張緊。

可選地，所述彈性套管與所述殼體之間涂覆有粘合劑。

可選地，所述匹配層固定在所述壓電晶體的靠近所述開口端的端面。

可選地，所述超聲波傳感器還包括設(shè)置在所述彈性套管中的阻尼部；所述壓電晶體固定在所述彈性套管中的靠近所述開口端的位置，所述阻尼部設(shè)5置在所述彈性套管中的遠(yuǎn)離所述開口端的位置；其中，所述阻尼部的兩端分別固定在所述壓電晶體上以及所述第一容納腔的與所述開口端相對的閉口端的端面上。

可選地，所述阻尼部為具有彈性的塊狀結(jié)構(gòu)，且形狀配合地固定在所述彈性套管內(nèi)。

0可選地，所述阻尼部的兩端彈性抵頂?shù)剿鰤弘娋w以及所述閉口端的端面上。

可選地，所述阻尼部的材料是聚乙烯發(fā)泡棉。

可選地，所述第一容納腔的腔壁開設(shè)有用于所述引線伸出的通孔，所述殼體還包括一端連通所述通孔、另一端開放的第二容納腔，所述引線伸出所5述通孔并在所述第二容納腔中延伸。

可選地，所述第一容納腔和所述第二容納腔的腔壁的全部位置均設(shè)置有屏蔽層。

可選地，所述第二容納腔的開放端填充有封堵塊，所述封堵塊具有供所述引線穿出的過線孔。

0可選地，所述殼體的材料是碳纖維。

可選地，所述匹配層的材料是混有鈦白粉的硫化橡膠。

可選地，所述壓電晶體和所述匹配層的橫截面為圓形，所述壓電晶體的頻率為180kHz-210kHz，所述匹配層的厚度是0.95mm-1.1mm。

根據(jù)本公開的第二個(gè)方面，提供一種電子設(shè)備，包括上述的超聲波傳感5器。

可選地，所述超聲波傳感器的數(shù)量為多個(gè)。

可選地，所述電子設(shè)備為超聲波風(fēng)速儀。