CN202582572U - 高频率超声波传感器 - Google Patents

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龙阳
邹东平
李红元
张尧
倪雪晴
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Abstract

本实用新型公开了一种高频率超声波传感器，包括金属外壳、压电陶瓷片、匹配层、PCB板、正极信号线、负极信号线，压电陶瓷片与匹配层粘接,匹配层与金属外壳粘接，PCB板粘接在金属外壳上，正极信号线的一端与PCB板连接，正极信号线的另一端与压电陶瓷片连接，负极信号线的一端与PCB板连接，负极信号线的另一端与金属外壳连接，在压电陶瓷片与匹配层之间设有金属丝线，该金属丝线的至少一端与金属外壳连接。本实用新型避免在压电陶瓷片上形成焊接点，确保了传感器的灵敏度。

Description

高频率超声波传感器
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种高频率超声波传感器。
背景技术
高频超声波传感器用于机器人感应，接近开关、工业高精自动化、液位测量、物位开关、料位开关、卷径测量等领域，压电陶瓷超声波测距都是通过给传感器脉冲驱动电压，使传感器发出超声波，当遇到障碍物时，反射波作用于传感器，通过计算传感器发射与接收的的时间差与传播速度之积，从而计算出距离，目前用于测距的主要有40KHz,48KHz,58KHz等频率较低传感器，所测试精度不能满足≤3mm的更高要求，而要达到测试分辨更高，只有高频传感器才能满足要求。
高频超声波传感器应用领域也越来越广泛，高于100KHz的高频率传感器应用在高精度工业自动化测距、烟雾浓度探测器,液位仪等。传统100KHz的超声波传感器以内其测试精度低于3mm，分辨率低，不能满足高精度要求压电陶瓷超声波传感器的分辨率、测试精度与频率具有直接的关系,其工作频率越高，测试精度越高。参照图1，是一种300KHz高频率超声波传感器，由金属外壳1、压电陶瓷片2、匹配层3和PCB板4等组成，将压电陶瓷片2与匹配层3粘接,再将匹配层3与金属外壳1粘接，PCB板4粘接在金属外壳1上，正极信号5线、负极信号线6连接PCB板4与压电陶瓷片2。由于常规的300KHz高频超声波传感器的负极信号线6是直接焊在压电陶瓷片2上面的，导致出现以下问题：
第一、负极信号线6焊接在压电陶瓷片2上，由于焊点的体积较大，并且无法保证焊接点处于压电陶瓷片2的中心，因此会影响压电陶瓷片2的局部振动不均衡，而影响信号的发射与接收，从而导致传感器灵敏度降低；
第二、负极信号线6焊接在压电陶瓷片2上，具有焊接的不可靠性；
第三、由于压电陶瓷片2与金属外壳3之间构成谐振腔7，负极信号线6穿过谐振腔7引出连接在PCB板上，当传感器工作时压电陶瓷片2振动，谐振腔产生共振，负极信号线6存在于谐振腔中会影响其共振频率，使压电陶瓷片2的能量衰减，导致灵敏度低。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种高频率超声波传感器，本实用新型避免在压电陶瓷片上形成焊接点，确保了传感器的灵敏度。
实现本实用新型的技术方案如下：
一种高频率超声波传感器，包括金属外壳、压电陶瓷片、匹配层、PCB板、正极信号线、负极信号线，压电陶瓷片与匹配层粘接,匹配层与金属外壳粘接，PCB板粘接在金属外壳上，正极信号线的一端与PCB板连接，正极信号线的另一端与压电陶瓷片连接，负极信号线的一端与PCB板连接，负极信号线的另一端与金属外壳连接，在压电陶瓷片与匹配层之间设有金属丝线，该金属丝线的至少一端与金属外壳连接。
采用了上述方案，由于负极信号线无需与压电陶瓷片直接进行焊接，在压电陶瓷片上没有焊点存在，因此确保了压电陶瓷片的振动的均衡性，进一步确保了压电陶瓷片信号的发射与接收，从而使传感器灵敏度得到保证；负极信号线与金属外壳直接连接，无需穿过谐振腔，当传感器工作时压电陶瓷片振动，谐振腔产生共振，消除了负极信号线影响谐振腔与压电陶瓷片的共振频率，确保压电陶瓷片的能量不会衰减，从而保证传感器的灵敏度低。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1为现有技术中高频率超声波传感器的结构示意图；
图2为本实用新型高频率超声波传感器的结构示意图；
附图中，10为金属外壳、20为压电陶瓷片、30为匹配层、40为PCB板、50为正极信号线、60为负极信号线、70为金属丝线。
具体实施方式
参见图2，本实用新型的高频率超声波传感器，包括金属外壳10、压电陶瓷片20、匹配层30和PCB板40、正极信号线50、负极信号线60，压电陶瓷片20与匹配层30粘接,匹配层30与金属外壳10粘接，PCB板40粘接在金属外壳10上。正极信号线50与PCB板40连接，负极信号线60的一端与PCB板40连接，负极信号线40的另一端与金属外壳10连接。在压电陶瓷片与匹配层之间设有金属丝线70，该金属丝线的至少一端与金属外壳连接。

Claims (1)

1.一种高频率超声波传感器，包括金属外壳、压电陶瓷片、匹配层、PCB板、正极信号线、负极信号线，压电陶瓷片与匹配层粘接,匹配层与金属外壳粘接，PCB板粘接在金属外壳上，正极信号线的一端与PCB板连接，正极信号线的另一端与压电陶瓷片连接，负极信号线的一端与PCB板连接，其特征在于，负极信号线的另一端与金属外壳连接，在压电陶瓷片与匹配层之间设有金属丝线，该金属丝线的至少一端与金属外壳连接。
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