CN113900105A - 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统 - Google Patents

一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113900105A
CN113900105A CN202010576476.5A CN202010576476A CN113900105A CN 113900105 A CN113900105 A CN 113900105A CN 202010576476 A CN202010576476 A CN 202010576476A CN 113900105 A CN113900105 A CN 113900105A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electrodes
elastic wave
group
wave sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010576476.5A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Taifang Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Taifang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Taifang Technology Co ltd filed Critical Beijing Taifang Technology Co ltd
Priority to CN202010576476.5A priority Critical patent/CN113900105A/zh
Publication of CN113900105A publication Critical patent/CN113900105A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0052—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统，其中，所述弹性波传感器包括：压电材料层以及分别覆盖在所述压电材料层两个表面上的上电极和下电极，其中，所述上电极包括多个相互分隔开的独立的电极；所述下电极和所述上电极结构一致，或所述下电极包括一个公共电极。

Description

一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统
技术领域
本文涉及传感器技术，尤指一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统。
背景技术
一些技术中，弹性波传感器通常由压电材料层，以及分别覆盖在所述压电材料层两个表面上的上电极和下电极组成，如图1所示，图1中101和102分别表示上下电极，103表示压电材料层。所述压电材料具有正压电效应和负压电效应。
发明内容
本申请实施例提供了一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统，为弹性波传感器的实现提供了一种新的结构。
本申请实施例提供的一种弹性波传感器，包括：
压电材料层以及分别覆盖在所述压电材料层两个表面上的上电极和下电极，其中，所述上电极包括多个相互分隔开的独立的电极；所述下电极和所述上电极结构一致，或所述下电极包括一个公共电极。
本申请实施例为弹性波传感器的实现提供了一种新的结构。
本申请实施例提供的弹性波传感器装置，包括：
如前所述的弹性波传感器；
与所述弹性波传感器的上电极或下电极通过粘性材料粘接的非导电质量块，以及与所述弹性波传感器的公共电极通过导电粘性材料粘接的金属补强器件中的至少一种。
本申请实施例提供了一种具有新结构的弹性波传感器装置。
本申请实施例提供的弹性波传感器系统，包括：
如前所述的弹性波传感器，主动检测模块和被动检测模块，其中，
所述主动检测模块包括：
激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接，设置为向所述第一组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的弹性波；所述第一组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接，设置为接收第二组电极在所述检测用的弹性波的作用下产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第二组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接，设置为接收所述第三组电极检测外部弹性波信号产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第三组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极。
本申请实施例提供的弹性波传感器系统能够使用同一个弹性波传感器进行主动检测和被动检测。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为一些技术中弹性波传感器的组成示意图；
图2为本申请实施例提供的弹性波传感器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的弹性波传感器的另一结构示意图；
图4为本申请实施例提供的弹性波传感器装置结构示意图；
图5为本申请实施例提供的弹性波传感器装置另一结构示意图；
图6为本申请实施例提供的弹性波传感器系统的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的弹性波传感器系统的另一结构示意图；
图8为本申请实施例提供的弹性波传感器系统的另一结构示意图；
图9为本申请实施例提供的弹性波传感器系统的另一结构示意图；
图10为本申请实施例提供的弹性波传感器系统的另一结构示意图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本申请实施例提供了一种弹性波传感器，所述弹性波传感器包括：
压电材料层以及分别覆盖在所述压电材料层两个表面上的上电极和下电极，其中，所述上电极包括多个相互分隔开的独立的电极；所述下电极和所述上电极结构一致，或所述下电极包括一个公共电极。
所述压电材料层可以为压电晶体材料、压电陶瓷材料或高分子压电材料；所述压电材料具有正压电效应和负压电效应。
所述上、下电极上多个相互独立的电极可以通过在所述上、下电极上设置的绝缘材料分隔开，或者可以通过不导电的压电材料层分隔开；本申请实施例中将上、下电极上多个独立的电极相互分隔开的方式不限于已提及的方式，任何可将多个独立电极相互分隔开的方式均可以应用在本申请实施例。
本申请实施例为弹性波传感器的实现提供了一种新的结构；另外，由于上电极，或上电极和下电极，包括了多个相互分隔开的独立的电极，使得本领域技术人员可以利用本申请实施例所述的弹性波传感器的多个相互分隔开的独立的电极实现不同功能。
在一示例性实施例中，所述上电极包括2个相互分隔开的独立的电极，所述2个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极和第二电极。
在一示例性实施例中，所述上电极还可以包括3个相互分隔开的独立的电极，所述3个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第二电极位于中间，所述第一电极和第三电极位于所述第二电极的两侧。所述第一电极的面积和所述第三电极的面积相同，所述面积根据第一电极要被施加的交变电信号的频率确定。如图2所示，所述上电极上的3个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极1011、第二电极1012和第三电极1013，其中，所述第二电极1012位于中间，所述第一电极1011和第三电极1013位于所述第二电极1012的两侧。下电极包括一个公共电极1021。所述第一电极1011和第三电极1013的面积相同，所述第一电极1011的面积可以根据第一电极1011要被施加的交变电信号的频率确定；所述第二电极1012的面积可以大于所述第一电极1011的面积，或者所述第二电极1012的面积也可以小于所述第一电极1011的面积，电极面积的改变会影响电极固有频率的改变。
在一示例性实施例中，所述上电极包括5个相互分隔开的独立的电极，所述5个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极、第三电极、第五电极、第六电极和第二电极，其中，所述第二电极位于中间，所述第一电极和第五电极位于所述第二电极的一侧，第三电极和第六电极位于所述第二电极的另一侧；所述第一电极的面积和第三电极的面积相同，所述第一电极的面积根据第一电极要被施加的交变电信号的频率确定；所述第五电极的面积和第六电极的面积相同，所述第五电极的面积根据第五电极要被施加的交变电信号的频率确定。如图3所示，所述上电极上的5个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极1011、第二电极1012、第三电极1013、第五电极1015和第六电极1016，其中，所述第二电极1012位于中间，所述第一电极1011和第五电极1015位于所述第二电极1012的一侧，所述第三电极1013和第六电极1016位于所述第二电极1012的另一侧。下电极包括一个公共电极1021。所述第一电极1011和所述第三电极1013的面积相同，所述第一电极1011的面积可以根据第一电极1011要被施加的交变电信号的频率确定；所述第五电极1015和所述第六电极1016的面积相同，所述第五电极1015的面积可以根据第五电极要被施加的交变电信号的频率确定；电极面积的改变会影响电极固有频率的改变。
本申请实施例还提供了一种弹性波传感器装置，如图4所示，所述装置包括：
如前述至少一实施例所述的弹性波传感器401；
与所述弹性波传感器401的上电极或下电极通过粘性材料粘接的非导电质量块402，以及与所述弹性波传感器401的公共电极通过导电粘性材料粘接的金属补强器件403中的至少一种。图4中的404代表粘性材料，如胶。
在一示例性实施例中，所述金属补强器件403上还可以引出一连接电极。
上述金属补强器件403可以引出所述弹性波传感器401的公共电极；质量块402可以增强所述弹性波传感器401的结构强度，如果所述弹性波传感器401发生了震动，那么所述质量块402可以增强震动效果。
在一示例性实施例中，如图5所示，所述弹性波传感器装置还可以包括与所述金属补强器件403通过粘接材料粘接的壳体405。
本申请实施例还提供了一种弹性波传感器系统，所述系统包括：
如前至少一实施例所述的弹性波传感器，主动检测模块和被动检测模块，其中，
所述主动检测模块包括：
激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接，设置为向所述第一组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的弹性波；所述第一组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接，设置为接收第二组电极在所述检测用的弹性波的作用下产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第二组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接，设置为接收所述第三组电极检测外部弹性波信号产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第三组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极。
可以使用本申请实施例所述主动检测模块检测是否有物体接近设置有所述弹性波传感器系统的接触装置、是否有物体与设置有所述弹性波传感器系统的接触装置发生了接触中的一种或多种；可以使用本申请实施例所述的被动检测模块检测物体与设置有所述弹性波传感器系统的接触装置的接触力度。
上述主动检测模块的应用和被动检测模块的应用仅为一种示例，本申请主动检测模块的应用和被动检测模块的应用不限于所述示例。
本申请实施例所述的弹性波传感器系统中，将弹性波传感器的不同电极与不同的功能模块相连，实现了通过本申请实施例所述结构的一个弹性波传感器替代多个分立的弹性波传感器，实现不同功能的目的。
在一示例性实施例中，所述弹性波传感器系统中的弹性波传感器采用前述实施例记载的上电极包括2个相互分隔开的独立的电极的结构；
所述激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第一电极以及下电极中和所述第一电极对应的一个独立电极；
所述检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接；所述第二组电极与所述第一组电极相同；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极以及下电极中和所述第二电机对应的一个独立电极。
在一示例性实施例中，
所述激励单元，设置为间隔地向所述第一组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的超声波；
所述检测单元，设置为接收第二组电极在接收所述超声波的回波信号后产生的电信号，并根据所述电信号进行检测。
在另一示例性实施例中，所述主动检测模块还包括：切换单元；
所述切换单元，与所述激励单元、检测单元和第一组电极连接，设置为控制所述激励单元和所述检测单元交替的与所述第一组电极连接。
作为一个应用示例，可以将本申请实施例所述的弹性波传感器系统应用到汽车防碰撞雷达系统中，检测是否有物体接近汽车和是否有物体和汽车发生碰撞中的一种或多种，以及在物体和汽车发生碰撞后检测碰撞力度。
在一示例性实施例中，所述弹性波传感器系统中的弹性波传感器采用前述实施例记载的上电极包括3个相互分隔开的独立的电极的结构，如图6所示。
所述激励单元6021，与所述弹性波传感器601的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极和所述公共电极，或包括所述上电极的第一电极和所述下电极中和第一电极对应的一个独立电极；
所述检测单元6022，与所述弹性波传感器602的第二组电极连接；所述第二组电极包括所述上电极中的第三电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第三电极和所述下电极中与第三电极对应的一个独立电极；
所述被动检测模块603，与所述弹性波传感器601的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极。
在一示例性实施例中，如图7所示，
所述激励单元6021，设置为向所述第一组电极分时输出第一交变电信号和第二交变电信号，使所述弹性波传感器601的压电材料层分别振动产生检测用的第一弹性波和第二弹性波；第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率；
所述检测单元6022，设置为分时接收第二组电极分别在所述第一弹性波的作用下和所述第二弹性波的作用下产生的第一电信号和第二电信号，并分别根据所述第一电信号和所述第二电信号进行主动检测；
所述被动检测模块603，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极。
在另一示例性实施例中，如图8所示，所述激励单元包括：第一激励子单元60211、第二激励子单元60212和激励切换子单元60213；所述检测单元包括：第一检测子单元60221、第二检测子单元60222和检测切换子单元60223；
所述第一激励子单元60211，设置为向所述第一组电极输出第一交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层分别振动产生检测用的第一弹性波；
所述第二激励子单元60212，设置为向所述第一组电极输出第二交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层分别振动产生检测用的第二弹性波；
所述激励切换子单元60213，设置为分别与第一激励子单元60211、第二激励子单元60212和所述第一组电极连接，设置为控制所述第一激励子单元60211或第二激励子单元60212向第一组电极输出信号；
第一检测子单元60221，设置为接收第二组电极在所述第一弹性波的作用下产生的第一电信号，根据所述第一电信号进行主动检测；
第二检测子单元60222，设置为接收第二组电极在所述第二弹性波的作用下产生的第二电信号，根据所述第二电信号进行主动检测；
检测切换子单元60223，设置为分别与第一检测子单元60221、第二检测子单元60222和所述第二组电极连接，设置为控制所述第一检测子单元60221或第二检测子单元60222接收第二组电极在弹性波的作用下产生的电信号；
所述被动检测模块603，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极；
第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率。
在一示例性实施例中，第二电极的面积大于第一电极的面积和第三电极的面积，第一电极的面积和第三电极的面积相同。
在一示例性实施例中，所述弹性波传感器系统中的弹性波传感器采用前述实施例记载的上电极包括5个相互分隔开的独立的电极的结构，如图9所示；
所述激励单元6021，与所述弹性波传感器601的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极、第五电极和所述公共电极，或者包括所述上电极的第一电极、第五电极以及所述下电极中分别和第一电极、第五电极对应的两个独立电极；
所述检测单元6022，与所述弹性波传感器601的第二组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第三电极、第六电极和所述公共电极，或者包括所述上电极的第三电极、第六电极以及所述下电极中分别和第三电极、第六电极对应的两个独立电极；
所述被动检测模块603，与所述弹性波传感器601的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极。
在一示例性实施例中，如图10所示，
所述激励单元6021，包括第一激励子单元60211和第二激励子单元60212；
所述检测单元6022，包括第一检测子单元60221和第二检测子单元60222；
所述第一激励子单元60211，设置为向第一组电极中的第一电极和公共电极，或者向第一组电极中的第一电极和下电极中与所述第一电极对应的一个独立电极，输出第一交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的第一弹性波；
所述第二激励子单元60212，设置为向第一组电极中的第五电极和公共电极，或者向第一组电极中的第五电极和下电极中与所述第五电极对应的一个独立电极，输出第二交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的第二弹性波；
所述第一检测子单元60221，设置为接收第二组电极中的第三电极和公共电极，或者接收第二组电极中的第三电极和下电极中与所述第三电极对应的一个独立电极，在所述第一弹性波的作用下产生的第一电信号，根据所述第一电信号进行主动检测；
所述第二检测子单元60222，设置为接收第二组电极中的第六电极和公共电极，或者接收第二组电极中的第六电极和下电极中与所述第六电极对应的一个独立电极，在所述第二弹性波的作用下产生的第二电信号，根据所述第二电信号进行主动检测；
所述被动检测模块603，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极；
第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率。
在一示例性实施例中，第二电极的面积大于第一电极的面积和第五电极的面积；第一电极的面积和第三电极的面积相同，大于第五电极的面积和第六电极的面积相同，第一电极的面积大于第五电极的面积。
在一示例性实施例中，上述弹性波传感器系统还可以包括：震动反馈模块；
所述震动反馈模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接，设置为向所述第三组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动。所述向第三组电极输出的交变电信号的强度可以与通过被动检测模块检测出的物体与设置有所述弹性波传感器系统的接触装置的接触力度成正相关关系；所述交变电信号的强度与所述交变电信号的幅度、时长和频率成正比。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (14)

1.一种弹性波传感器，其特征在于，包括：
压电材料层以及分别覆盖在所述压电材料层两个表面上的上电极和下电极，其中，所述上电极包括多个相互分隔开的独立的电极；所述下电极和所述上电极结构一致，或所述下电极包括一个公共电极。
2.根据权利要求1所述的弹性波传感器，其特征在于，
所述上电极包括3个相互分隔开的独立的电极，所述3个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第二电极位于中间，所述第一电极和第三电极位于所述第二电极的两侧；所述第一电极的面积和所述第三电极的面积相同，所述面积根据第一电极要被施加的交变电信号的频率确定。
3.根据权利要求1所述的弹性波传感器，其特征在于，
所述上电极包括5个相互分隔开的独立的电极，所述5个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极、第三电极、第五电极、第六电极和第二电极，其中，所述第二电极位于中间，所述第一电极和第五电极位于所述第二电极的一侧，第三电极和第六电极位于所述第二电极的另一侧；
所述第一电极的面积和第三电极的面积相同，所述第一电极的面积根据第一电极要被施加的交变电信号的频率确定；
所述第五电极的面积和第六电极的面积相同，所述第五电极的面积根据第五电极要被施加的交变电信号的频率确定。
4.一种弹性波传感器装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至3中任一项所述的弹性波传感器；
与所述弹性波传感器的上电极或下电极通过粘性材料粘接的非导电质量块，以及与所述弹性波传感器的公共电极通过导电粘性材料粘接的金属补强器件中的至少一种。
5.一种弹性波传感器系统，其特征在于，所述系统包括：
如权利要求1至3中任一项所述的弹性波传感器，主动检测模块和被动检测模块，其中，
所述主动检测模块包括：
激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接，设置为向所述第一组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的弹性波；所述第一组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接，设置为接收第二组电极在所述检测用的弹性波的作用下产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第二组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接，设置为接收所述第三组电极检测外部弹性波信号产生的电信号，并根据所述电信号进行检测；所述第三组电极包括所述上电极中的至少一独立电极和所述公共电极，或者包括所述上电极和下电极中至少一对对应的独立电极。
6.根据权利要求5所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述弹性波传感器的上电极包括2个相互分隔开的独立的电极，所述2个相互分隔开的独立的电极包括：第一电极和第二电极；
所述激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第一电极以及下电极中和所述第一电极对应的一个独立电极；
所述检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接；所述第二组电极与所述第一组电极相同；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极以及下电极中和所述第二电机对应的一个独立电极。
7.根据权利要求6所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述激励单元，设置为间隔地向所述第一组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的超声波；
所述检测单元，设置为接收第二组电极在接收所述超声波的回波信号后产生的电信号，并根据所述电信号进行检测。
8.根据权利要求6所述的弹性波传感器系统，其特征在于，所述主动检测模块还包括：切换单元；
所述切换单元，与所述激励单元、检测单元和第一组电极连接，设置为控制所述激励单元和所述检测单元交替的与所述第一组电极连接。
9.根据权利要求5所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述弹性波传感器为权利要求2所述的弹性波传感器；
所述激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极和所述公共电极，或包括所述上电极的第一电极和所述下电极中和第一电极对应的一个独立电极；
所述检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接；所述第二组电极包括所述上电极中的第三电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第三电极和所述下电极中与第三电极对应的一个独立电极；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极。
10.根据权利要求9所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述激励单元，设置为向所述第一组电极分时输出第一交变电信号和第二交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层分别振动产生检测用的第一弹性波和第二弹性波；第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率；
所述检测单元，设置为分时接收第二组电极分别在所述第一弹性波的作用下和所述第二弹性波的作用下产生的第一电信号和第二电信号，并分别根据所述第一电信号和所述第二电信号进行检测。
11.根据权利要求9所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述激励单元包括：第一激励子单元、第二激励子单元和激励切换子单元；
所述第一激励子单元，设置为向所述第一组电极输出第一交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层分别振动产生检测用的第一弹性波；
所述第二激励子单元，设置为向所述第一组电极输出第二交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层分别振动产生检测用的第二弹性波；
所述激励切换子单元，设置为分别与第一激励子单元、第二激励子单元和所述第一组电极连接，设置为控制所述第一激励子单元或第二激励子单元向第一组电极输出信号；
所述检测单元包括：第一检测子单元、第二检测子单元和检测切换子单元；
第一检测子单元，设置为接收第二组电极在所述第一弹性波的作用下产生的第一电信号，根据所述第一电信号进行主动检测；
第二检测子单元，设置为接收第二组电极在所述第二弹性波的作用下产生的第二电信号，根据所述第二电信号进行主动检测；
检测切换子单元，设置为分别与第一检测子单元、第二检测子单元和所述第二组电极连接，设置为控制所述第一检测子单元或第二检测子单元接收第二组电极在弹性波的作用下产生的电信号；
第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率。
12.根据权利要求5所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述弹性波传感器为权利要求3所述的弹性波传感器；
所述激励单元，与所述弹性波传感器的第一组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第一电极、第五电极和所述公共电极，或者包括所述上电极的第一电极、第五电极以及所述下电极中分别和第一电极、第五电极对应的两个独立电极；
所述检测单元，与所述弹性波传感器的第二组电极连接；所述第一组电极包括所述上电极中的第三电极、第六电极和所述公共电极，或者包括所述上电极的第三电极、第六电极以及所述下电极中分别和第三电极、第六电极对应的两个独立电极；
所述被动检测模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接；所述第三组电极包括所述上电极中的第二电极和所述公共电极，或者包括所述上电极中的第二电极和所述下电极中与所述第二电极对应的一个独立电极。
13.根据权利要求12所述的弹性波传感器系统，其特征在于，
所述激励单元，包括第一激励子单元和第二激励子单元；
所述检测单元，包括第一检测子单元和第二检测子单元；
所述第一激励子单元，设置为向第一组电极中的第一电极和公共电极，或者向第一组电极中的第一电极和下电极中与所述第一电极对应的一个独立电极，输出第一交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的第一弹性波；
所述第二激励子单元，设置为向第一组电极中的第五电极和公共电极，或者向第一组电极中的第五电极和下电极中与所述第五电极对应的一个独立电极，输出第二交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动产生检测用的第二弹性波；
所述第一检测子单元，设置为接收第二组电极中的第三电极和公共电极，或者接收第二组电极中的第三电极和下电极中与所述第三电极对应的一个独立电极，在所述第一弹性波的作用下产生的第一电信号，根据所述第一电信号进行主动检测；
所述第二检测子单元，设置为接收第二组电极中的第六电极和公共电极，或者接收第二组电极中的第六电极和下电极中与所述第六电极对应的一个独立电极，在所述第二弹性波的作用下产生的第二电信号，根据所述第二电信号进行主动检测；
第一交变电信号的频率小于第二交变电信号的频率。
14.根据权利要求1至13中任一项所述弹性波传感器系统，其特征在于，所述系统还包括：震动反馈模块；
所述震动反馈模块，与所述弹性波传感器的第三组电极连接，设置为向所述第三组电极输出交变电信号，使所述弹性波传感器的压电材料层振动。
CN202010576476.5A 2020-06-22 2020-06-22 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统 Pending CN113900105A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010576476.5A CN113900105A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010576476.5A CN113900105A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113900105A true CN113900105A (zh) 2022-01-07

Family

ID=79186611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010576476.5A Pending CN113900105A (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113900105A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258768A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Japan Radio Co Ltd 弾性波センサ
CN1946248A (zh) * 2005-10-05 2007-04-11 精工爱普生株式会社 静电型超声波换能器及超声波扬声器
CN101846653A (zh) * 2010-04-30 2010-09-29 湖北大学 一种多边形电极的压电薄膜体声波传感器
US20180046836A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Qualcomm Incorporated Single transducer fingerprint system
CN109492483A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 南昌欧菲生物识别技术有限公司 超声波传感器及电子装置
CN110213416A (zh) * 2019-06-24 2019-09-06 Oppo广东移动通信有限公司 超声波传感器模组、显示屏模组及电子设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258768A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Japan Radio Co Ltd 弾性波センサ
CN1946248A (zh) * 2005-10-05 2007-04-11 精工爱普生株式会社 静电型超声波换能器及超声波扬声器
CN101846653A (zh) * 2010-04-30 2010-09-29 湖北大学 一种多边形电极的压电薄膜体声波传感器
US20180046836A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Qualcomm Incorporated Single transducer fingerprint system
CN109492483A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 南昌欧菲生物识别技术有限公司 超声波传感器及电子装置
CN110213416A (zh) * 2019-06-24 2019-09-06 Oppo广东移动通信有限公司 超声波传感器模组、显示屏模组及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6896857B2 (ja) 圧電気センサ装置及び応用
US8970534B2 (en) Electronic device
EP0675600A1 (en) Reflective mode ultrasonic touch sensitive switch
CN106895863B (zh) 超声波传感器及使用该超声波传感器的电子装置
US11448619B2 (en) Substance detecting element
US20210377670A1 (en) Audio speaker and proximity sensor with piezoelectric polymer technology
CN105073281B (zh) 用于车辆的周围环境检测的传感器装置和方法
CN103262576B (zh) 振荡器设备和电子装置
US11338325B2 (en) Touch feedback and sensing device
CN108389958A (zh) 超声波振动元件和超声波传感器
EP3353112B1 (en) Connection panel for electronic components
CN103155590B (zh) 振荡设备和便携设备
CN106211000A (zh) 一种动圈式扬声器
EP0231596A2 (en) Electrostatic type atmospheric ultrasonic transducer
CN113900105A (zh) 一种弹性波传感器、弹性波传感器装置和系统
JP6264041B2 (ja) 電子機器
CN113486832B (zh) 显示模组和电子设备
CN113486831A (zh) 显示模组和电子设备
CN218525127U (zh) 一种超声波指纹识别模组和装置
JP2000028444A (ja) 圧力検出装置
CN110160439B (zh) 接触式柔性传感器
US20220021990A1 (en) Vibration module for placement on an eardrum
CN113672110A (zh) 一种接触检测方法、系统和触控装置
JP2023124384A (ja) 圧電振動装置
KR20230159423A (ko) 음향 애플리케이션들을 위한 세그먼트화된 트랜스듀서들

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination