CN209894969U - 一种超声波传感器壳体、传感器及倒车雷达系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波传感器壳体、传感器及倒车雷达系统，解决了现有倒车雷达的超声波传感器产生的声场角度为椭圆锥形，延长会探地从而发出误报的问题。本实用新型包括壳体和设置在壳体内部的腔体，所述腔体的内底部设置台阶，所述台阶沿所述腔体底面的长边中线呈非对称分布，所述台阶上设置有压电陶瓷片。本实用新型具有辐射声场近地面平行地面或者上扬，远地面声场上扬，有效防止了检测探地发生误报等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种超声波传感器壳体、传感器及倒车雷达系统。
背景技术
现有的超声波传感器传感器构造主要是由金属外壳和粘接在金属壳内的压电陶瓷片组成，它通过测量超声波传感器声脉冲的发射与接收时间差来计算物体距离的。
金属外壳的内腔结构对传感器的辐射声场影响很大，现有的传感器传感器由于现有超声波传感器内腔是以X轴为轴对称的结构，其纵向产生的声波截面也近似对称，一般传感器声场角度为椭圆锥形，上下水平对称，延长一定程度必定探地，如图1所示，即地面反射声压信号对传感器造成干扰，一般为解决该问题，采用的办法往往是修改传感器尺寸、频率或者是提高传感器与距地面，但是这些方法产生的效果有限。
为此，有必要设计一种简单的改变传感器声场角度的结构，使得声场分布不探地，防止误报。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有倒车雷达的超声波传感器产生的声场角度为椭圆锥形，延长会探地从而发出误报。
本实用新型提供了解决上述问题的一种超声波传感器壳体、传感器及倒车雷达系统。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种超声波传感器壳体，包括壳体和在所述壳体中形成的腔体，所述腔体的内底部设置有台阶。
优选地，所述台阶沿所述腔体底面的长边中线呈非对称分布。
优选地，所述台阶沿所述腔体的长度方向分布的一个端面与所述腔体的侧壁连接，另一端面不连接。
优选地，所述腔体包括四个侧壁，所述台阶包括四个侧面，所述台阶沿所述腔体长度方向分布的一个侧面以及相邻的两侧面均与所述腔体的侧壁连接，另一侧面不连接。
本实用新型优选一种超声波传感器壳体，所述台阶的厚度y1与所述壳体底部薄端的厚度y2比例为1/3-3。
本实用新型优选一种超声波传感器壳体，所述台阶的长度x1与所述腔体内底部总长度x2的比例为0.25-0.75。
本实用新型优选一种超声波传感器壳体，所述台阶靠近所述腔体的内底部薄端的一侧呈直线形或外凸的弧形。
本实用新型优选一种超声波传感器壳体，所述台阶靠近所述腔体的内底部薄端的一侧呈内凹的弧形。
一种超声波传感器，包括超声波传感器壳体以及设置在所述台阶上的压电陶瓷片。
在内腔的底部设置有台阶会造成内腔底部厚薄不均，而压电陶瓷片设置在台阶上，薄底厚度小振动大，而厚底厚度大振动小，从而在纵向发生倾斜振动，使得纵向声压场发生偏移形成不对称声压场分布。
另一方面，回波信号驱动传感器较薄底面，与台阶形成杠杆原理，灵敏度更高，较薄底面惯性更小，在阻尼情况下更容易停止振动，余振也更小。
本实用新型优选一种超声波传感器，所述压电陶瓷片为圆形或者方形。
优选地，所述压电陶瓷片为方形。
一种倒车雷达系统，包括上述超声波传感器壳体。
一种倒车雷达系统，包括上述超声波传感器，还包括控制单元和报警器，所述超声波传感器和报警器均与所述控制单元连接。
本实用新型具有如下的有益效果：
1.本实用新型通过在壳体内底部设置台阶，并将压电陶瓷片安装在台阶上，从而实现纵向上声场的不对称分布，使得最终声场在近地面保持平行或上扬的声压，远地面保持倾斜上扬，有效防止探地。
2.本实用新型通过调节台阶的厚度及其台阶的长度可以实现近地面声压平行或上扬，而远地面倾斜上扬，这样可以根据车辆的不同需要进行调节，有效防止探地误报，提高探测的准确性。
3.本实用新型的超声波传感器壳体仅在腔体的内底部铣出台阶，加工简单。
4.本实用新型的超声波传感器可以安装在车尾更低的位置，从而减小倒车盲区。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为现有超声波传感器声场分布图。
图2为本实用新型的超声波传感器壳体的半剖立体示意图。
图3为本实用新型超声波传感器结构示意图。
图4为本实用新型实施例2的等声压曲线图。
图5为本实用新型实施例2的指向性角度图。
图6为本实用新型实施例3的等声压曲线图。
图7为本实用新型实施例4的等声压曲线图。
图8为本实用新型实施例5的等声压曲线图。
图9为本实用新型实施例5的指向性角度图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-壳体，100-腔体，101-装头孔，2-接地线，3-PCB板，4-电线，5-灌封胶，6-吸音棉，7-引线，8-压电陶瓷片，9-台阶，10-探测区，11-探测盲区。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图2所示，一种超声波传感器壳体，包括壳体1和在所述壳体1中形成的腔体100，所述腔体100的内底部设置有台阶9，所述台阶9沿所述腔体100底面的长边中线呈非对称分布。
所述台阶9沿所述腔体100长度方向分布的一个端面与所述腔体100的侧壁连接，另一端面不连接。
所述腔体100包括四个侧壁，所述台阶9也包括四个侧面，所述台阶9沿所述腔体100长度方向分布的一个侧面以及相邻的两侧面均与所述腔体100的侧壁连接，另一侧面不连接。
所述台阶9与所述腔体100一体成型。
实施例2
如图3所示，一种超声波传感器，包括实施例1所述的超声波传感器壳体，所述台阶9上设置有压电陶瓷片8，所述台阶9的厚度y1为0.22mm，所述壳体1底部薄端的厚度y2为0.356mm，即y1/y2＝0.618，所述台阶9的长度x2为8.5mm，所述腔体100内底部总长度x1为14.4mm，即x2/x1＝0.59，所述压电陶瓷片8呈方形。
所述台阶9靠近所述腔体100的内底部薄端的一侧呈外凸的弧形。
所述超声波传感器还包括PCB板3，所述PCB板3设置在所述腔体100中，压电陶瓷片8的正极通过引线7连接PCB板3的正极，PCB板3负极通过接地线2连接所述壳体1，所述腔体100中还设有吸音棉6，所述吸音棉6压覆在压电陶瓷片8上表面以及腔体100的底部空间，所述吸音棉6上的腔体100空间填充有灌封胶5，PCB板3设有向铝外壳外部延伸的电线4，电线4上设置有插头。
本实施例的超声波传感器产生的声场分布如图4所示，指向性角度如图5所示，本实施例对设置台阶9的D15-L以及同类型没有设置台阶9的D15-A超声波传感器进行仿真模拟，仿真结果如下表1所示，由此可见，所述近地面声场分布与地面几乎平行，这样有效防止传感器探地，且回波信号驱动传感器较薄底面，与台阶形成杠杆原理，灵敏度更高，较薄底面惯性更小，在阻尼情况下更容易停止振动，余振更小。
表1
注：声压为30cm处声压，角度为声压衰减3dB角度。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，所述台阶9靠近所述腔体100的内底部薄端的一侧的形状为内凹的弧形。
本实施例的超声波传感器产生的声场分布如图6所示，由此可见，在其它条件相同的情况下，内凹弧形有利于近地面声场上扬，更好地防止传感器探地。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，所述台阶9靠近所述腔体100的内底部薄端的一侧的形状为直线性。
本实施例的超声波传感器产生的声场分布如图7所示，由此可见，直线形与外凸的弧形结果类似，近地面声场与地面几乎平行分布，远地面声场上扬分布。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于，所述台阶9的厚度y1为0.33mm，所述壳体1底部薄端的厚度y2为0.28mm，即y1/y2＝1.18，所述台阶9的长度x2为8.5mm，所述腔体100内底部总长度x1为14.4mm，即x2/x1＝0.59，所述压电陶瓷片8呈方形。
本实施例的超声波传感器产生的声场分布如图8所示，指向性角度如图9所示，由此可见，在台阶9的长度不变的情况下，增加台阶9的厚度有利于使得近地面声场分布上扬，更有效防止传感器探地。
实施例6
一种倒车雷达系统，包括控制单元、超声波传感器和报警器，所述超声波传感器和报警器均与所述控制单元连接。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超声波传感器壳体，包括壳体(1)和在所述壳体(1)中形成的腔体(100)，其特征在于，所述腔体(100)的内底部设置有台阶(9)。
2.根据权利要求1所述的一种超声波传感器壳体，其特征在于，所述台阶(9)沿所述腔体(100)底面的长边中线呈非对称分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种超声波传感器壳体，其特征在于，所述台阶(9)的厚度y1与所述壳体(1)底部薄端的厚度y2比例为1/3-3。
4.根据权利要求1或2所述的一种超声波传感器壳体，其特征在于，所述台阶(9)的长度x1与所述腔体(100)内底部总长度x2的比例为0.25-0.75。
5.根据权利要求1或2所述的一种超声波传感器壳体，其特征在于，所述台阶(9)靠近所述腔体(100)的内底部薄端的一侧呈直线形或外凸的弧形。
6.根据权利要求1或2所述的一种超声波传感器壳体，其特征在于，所述台阶(9)靠近所述腔体(100)的内底部薄端的一侧呈内凹的弧形。
7.一种超声波传感器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的一种超声波传感器壳体以及设置在所述台阶(9)上的压电陶瓷片(8)。
8.根据权利要求7所述的超声波传感器，其特征在于，所述压电陶瓷片(8)为圆形或者方形。
9.一种倒车雷达系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的一种超声波传感器壳体。
10.一种倒车雷达系统，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的超声波传感器。
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| CN115825963A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-21 | 成都汇通西电电子有限公司 | 一种超声波传感器 |
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