CN210442315U - 超声波传感装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波传感装置包括外壳罩、压电组件、板体及多个固定件。外壳罩包括为金属板的结合板与为塑胶件的承载壳体，结合板具有设置开口，承载壳体包括相对设置开口的底壁及一体成型地环绕且连接于底壁的环绕侧壁其并由结合板的外缘包覆结合板的局部。压电组件包括封装体与至少一部分被封装体所包覆的压电片，封装体配置于底壁上且被环绕侧壁所环绕，压电片具有外露于封装体且朝向底壁的感应面。板体配置在外壳罩的结合板上且具有朝向封装体与结合板的压制面。多个固定件用于将板体固定于外壳罩的结合板。

Description

超声波传感装置

技术领域

本实用新型涉及一种传感装置，尤其涉及一种具有压电组件的超声波传感装置。

背景技术

柴油发动机需搭配还原催化系统(Selective catalytic reduction, SCR)才能降低有毒的氮氢化合物(NOx)的排放量。还原催化系统是以尿素加入柴油中与有毒的氮氢化合物中和，使得有毒的氮氢化合物转化为水与氮气。当柴油中的尿素浓度不够时，柴油发动机就有可能排放过多的氮氢化合物。

应用于柴油发动机的尿素会与水混合并储存在邻近于柴油发动机的储存槽中，通常会在储存槽旁设置多个超声波传感装置，以侦测储存槽中的流体的尿素浓度或液位。

习知技术中的超声波传感装置主要包括外壳罩与置入于外壳罩中的压电片，为了使压电片贴合于外壳罩中的感应面，必须在压电片置入外壳罩后，往外壳罩内灌注封装胶体。

然而，封装胶体的胶合力有时无法使压电片紧密的贴合于感应面，使得习知技术中的超声波传感装置存在着可靠度的问题。

又，往外壳罩内灌注封装胶体的制程往往无法精准地控制胶体材料的用量，而造成材料的浪费，而且也很难对于在外壳罩内的压电片与胶体进行品管或施行重工。

另外，外壳罩的材料可为金属或塑胶，当外壳罩以金属材料制成时，外壳罩与压电片的共振效果较差，然而若外壳罩以塑胶材料制成时，又会有强度不足的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种超声波传感装置，具有高度的可靠度。

本实用新型提供一种超声波传感装置，具有良好的共振特性。

本实用新型所提供的超声波传感装置包括外壳罩、压电组件、板体及多个固定件。外壳罩包括为金属板的结合板与为塑胶件的承载壳体，结合板具有设置开口，承载壳体包括相对设置开口的底壁及一体成型地环绕且连接于底壁的环绕侧壁其并由结合板的外缘包覆结合板的局部。压电组件包括封装体与至少一部分被封装体所包覆的压电片，封装体配置于底壁上且被环绕侧壁所环绕，压电片具有外露于封装体且朝向底壁的感应面。板体配置在外壳罩的结合板上且具有朝向封装体与结合板的压制面。多个固定件用于将板体固定于外壳罩的结合板，使板体施压于压电组件的封装体，进而使压电片的感应面下压于底壁。

本实用新型所提供的超声波传感装置包括外壳罩、承载壳体、压电组件、板体以及多个固定件。外壳罩为金属件且包括一体成型的结合板、底壁与第一环绕侧壁，结合板具有相对底壁的设置开口，环绕侧壁则连接于底壁与环绕侧壁的内缘之间。承载壳体为塑胶件且包括自结合板的外缘包覆结合板的局部的第二环绕侧壁，第二环绕侧壁向远离底壁的方向延伸，且于远离底壁的一端具有开口，其中结合板位于开口与底壁之间。压电组件包括封装体与至少一部分被封装体所包覆的压电片，封装体配置于底壁上且被环绕侧壁所环绕，压电片具有外露于封装体且朝向底壁的感应面。板体配置在外壳罩的结合板上且具有朝向封装体与结合板的压制面。多个固定件用于将板体固定于外壳罩的结合板，使板体施压于压电组件的封装体，进而使压电片的感应面下压于底壁。

在本实用新型的一实施例中，板体为电路板。

在本实用新型的一实施例中，压电组件更包括一端连接于压电片的正极导针与一端连接于压电片的负极导针，正极导针的与负极导针并穿过封装体，且板体具有供正极导针与负极导针穿过的两个开孔。

在本实用新型的一实施例中，封装体黏着于环绕侧壁。

在本实用新型的一实施例中，封装体具有共形于环绕侧壁的环绕形状。

在本实用新型的一实施例中，压电组件更包括设置于压电片的感应面上且对应压电片的振动能量的匹配层或传导层。

在本实用新型的一实施例中，每一固定件为螺丝，板体具有多个穿孔，结合板具有多个螺孔。

在本实用新型的一实施例中，环绕侧壁更向远离底壁的方向延伸，且于远离底壁的一端具有开口，结合板位于环绕侧壁的开口与底壁之间，超声波传感装置更包括封闭环绕侧壁的开口的盖体。

在本实用新型的一实施例中，封装体包括对应压电片的振动能量的匹配层及/或吸收层。

在本实用新型的一实施例中，外壳罩为金属件，而承载壳体为塑胶件。

本实用新型的实施例的超声波传感装置，以板体施压于封装体，进而可使压电片下压于外壳罩的底壁，相较习知技术中的压电片仅以胶体连接于外壳罩，本实用新型的实施例中压电片可更紧密地设置于外壳罩的底壁，进而具有更高的可靠度。

本实用新型的实施例的超声波传感装置的用于固定板体的结合板为金属制而具有较高的耐用性，而承载压电组件的底壁与环绕压电组件的环绕侧壁则为塑胶所制而具有较佳的共振特性，以解决习知技术的超声波传感装置难以兼顾结构强度与共振特性的问题。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1A为本实用新型一实施例的超声波传感装置的爆炸示意图。

图1B为本实用新型一实施例的超声波传感装置的剖面示意图。

图1C为本实用新型另一实施例的板体的示意图。

图2为本实用新型另一实施例的超声波传感装置的剖面示意图。

图3为本实用新型另一实施例的超声波传感装置的剖面示意图。

具体实施方式

图1A为本实用新型一实施例的超声波传感装置的爆炸示意图，图1B为本实用新型一实施例的超声波传感装置的剖面示意图。请参照图1A与图1B，本实施例的超声波传感装置100包括外壳罩110、压电组件120、板体130 及多个固定件140。外壳罩110包括为金属板的结合板111与为塑胶件的承载壳体112。结合板111具有设置开口1110，承载壳体112包括相对设置于开口1110的底壁1121及一体成型地环绕且连接于底壁1121的环绕侧壁 1122。环绕侧壁1122并由结合板111的外缘包覆结合板111的局部。压电组件120包括封装体121与至少一部分被封装体121所包覆的压电片122，封装体121配置于底壁1121上且被环绕侧壁1122所环绕，压电片122具有外露于封装体121且朝向底壁1121的感应面1221。板体130配置在外壳罩 110的结合板111上且具有朝向封装体121与结合板111的压制面131。多个固定件140用于将板体130固定于外壳罩110的结合板111，使板体130 施压于压电组件120的封装体121，进而使压电片122的感应面1221下压于底壁1121。

本实施例的超声波传感装置100的外壳罩可例如采用嵌入成型方式所制成，可将结合板111的外缘置入承载壳体112所对应的塑胶成型模穴(未绘示)中，接着将流体的塑料射入模穴中，待塑料冷却并移除模穴后，即完成超声波传感装置100的外壳罩110。

在本实施例中，结合壁111的材料可为金属例如不锈钢、铝合金或其他合金，但并不仅限于此。承载壳体112的材料可为绝缘材料例如聚酰胺 (Polyamide,PA)、聚乙烯(polyethylene,PE)或聚丙烯(Polypropylene, PP)。

在本实施例中，环绕侧壁1122更向远离底壁1121的方向延伸，且于远离底壁1121的一端具有开口1123，具体而言，环绕侧壁1122与底壁1121 形成一个容置空间S，而结合板111则位于环绕侧壁1122的开口1123与底壁1121之间，而位于容置空间S中。超声波传感装置100可更包括封闭环绕侧壁1122的开口1123的盖体150。

在本实施例中，板体130可包括单一材料的板体或复合材料的板体。在本实施例中，板体130可为电路板，例如，板体130可更具有相对压制面131 的设置面132，板体130于设置面132上可设有连接器133，以电性连接于压电片122或连接于外部装置(未绘示)。

在本实施例中，板体130呈平板状，但并不仅限于此。例如图1C所示呈弯折状的板体130a。板体130a的一侧具有凹部134，另一侧则具有对应的凸部135。当封装体121凸出于结合板111的设置开口1110时，可抵接于凹部134，然而若当封装体121凹陷于结合板111的设置开口1110时，可抵接于凸部135。

在本实施例中，压电组件120封装体121具有共形于环绕侧壁113的环绕形状，例如图1A所示的圆形，但并不仅限于此。封装体121与环绕侧壁 113也可为其他的共形形状，例如多边形。封装体121可包括对应压电片的振动能量的匹配层及/或吸收层，材料可包括环氧树脂(Epoxy)、氧化硅 (SiOx)或其他胶体。

在本实施例中，压电组件120更包括设置于压电片122的感应面1221 上且对应压电片122的胶层125其可为对应压电片122的振动能量的匹配层或传导层。

在本实施例中，压电组件120更包括一端连接于压电片122的正极导针 123与一端连接于压电片122的负极导针124，正极导针123与负极导针124 并穿过封装体121，且板体130具有分别供正极导针123与负极导针124穿过的穿孔137与穿孔138。正极导针123与负极导针124可连接至一个外部的电源供应装置(未绘示)。

在本实施例中，每一固定件140为螺丝，而板体130具有多个穿孔136，外壳罩110的结合板111具有多个螺孔1111，通过将这些固定件140锁附于螺孔1111，以将板体130固定于结合板111并施压于封装体121。固定件140 的数量至少为三个，以平衡板体130的下压力。

本实施例的超声波传感装置100可置放于液体中，例如可与一个导波管 (未绘示)搭配以传感液位的高度，或与一个反射板(未绘示)相对设置以传感液体的浓度。

有关本实施例的压电组件120的制法，可预先于一个模具(未绘示)中把压电片122结合于封装体121，或先将压电片122置放于承载壳体112的底壁1121上后，经由结合板111的设置开口1110把液态的封装胶体121灌入，再于环绕侧壁1122、底壁1121与结合板111所构成的空间内固化。

本实施例的超声波传感装置100，以板体130施压于封装体121，进而可使压电片122抵接于外壳罩110的底壁111，相较习知技术中的压电片仅以胶体连接于外壳罩，本实用新型的实施例中的压电片122可更紧密地贴合于外壳罩110的底壁111，进而具有更佳的可靠度。

本实施例的超声波传感装置100的用于固定板体130的结合板111为金属制而具有较高的耐用性，而承载压电组件120的底壁1121与环绕压电组件120的环绕侧壁1122则为塑胶所制而具有较佳的共振特性，以解决习知技术的超声波传感装置难以兼顾结构强度与共振特性的问题。

图2为本实用新型另一实施例的超声波传感装置的剖面示意图。请参照图2，本实施例的超声波传感装置100a包括外壳罩110a、承载壳体160、压电组件120、板体130以及多个固定件140。外壳罩110a为金属件且包括一体成型的结合板111a、底壁114与第一环绕侧壁115。结合板111a具有相对于底壁114的设置开口1110，第一环绕侧壁115连接于底壁114与结合板 111a之间。

承载壳体160为塑胶件，且包括第二环绕侧壁162其由结合板111a的外缘包覆结合板111a的局部。第二环绕侧壁162并向远离底壁114的方向延伸，且于远离底壁114的一端具有开口161，其中结合板111a位于开口 161与底壁114之间。与前述实施例相同地，可例如采用嵌入成型的方式将外壳罩110a的结合板111a结合于承载壳体160。

本实施例的超声波传感装置100a的压电组件120、板体130与固定件 140的结构与功能相同于图1A的超声波传感装置100，于此不再加以叙述。

本实施例的超声波传感装置100a与图1A的超声波传感装置100的差异在于：图1A的超声波传感装置100中，仅结合壁111为金属制，而本实施例的超声波传感装置100a包括结合壁111a、底壁114与环绕侧壁115的外壳罩110a为金属制，且一体成型。图1A的超声波传感装置100可具有较佳的共振特性，而本实施例的超声波传感装置100a则可具有较佳的耐用性。使用者可针对不同的使用需求或环境，使用图1A的超声波传感装置100或本实施例的超声波传感装置100a。

图3为本实用新型另一实施例的超声波传感装置的爆炸示意图。请参照图3，本实施例的超声波传感装置100c与图1A的超声波传感装置100大致相同，不同处在于本实施例的超声波传感装置100c更包括反射板170与多个连接杆180。反射板170相对设置于外壳罩110的承载壳体112，而连接杆180连接于反射板170与承载壳体112之间。反射板170可用于反射压电组件120的振动讯号，以侦测液体的浓度。另一方面，本实施例也可应用于图2的超声波传感装置100a。

本实用新型的实施例的超声波传感装置，以板体施压于封装体，进而可使压电片下压于外壳罩的底壁，相较习知技术中的压电片仅以胶体连接于外壳罩，本实用新型的实施例中压电片可更紧密地设置于外壳罩的底壁，进而具有更高的可靠度。

本实用新型的实施例的超声波传感装置的用于固定板体的结合板为金属制而具有较高的耐用性，而承载压电组件的底壁与环绕压电组件的环绕侧壁则为塑胶所制而具有较佳的共振特性，以解决习知技术的超声波传感装置难以兼顾结构强度与共振特性的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种超声波传感装置，其特征在于，包括：

一外壳罩包括一结合板与一承载壳体，该结合板具有一设置开口，该承载壳体包括相对该结合板的该设置开口的一底壁及一体成型地环绕且连接于该底壁的一环绕侧壁，该环绕侧壁并由该结合板的外缘包覆该结合板的局部；

一压电组件，包括一封装体与至少一部分被该封装体所包覆的一压电片，该封装体配置于该承载壳体的该底壁上且被该环绕侧壁所环绕，该压电片具有外露于该封装体且朝向该底壁的一感应面；

一板体，配置在该结合板上且具有一压制面其朝向该封装体与该结合板；以及

多个固定件，用于将该板体固定于该外壳罩的该结合板，使该板体施压于该压电组件的该封装体，进而使该压电片的该感应面下压于该底壁；

其中，该结合板为一金属板，而该承载壳体为一塑胶件。

2.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该板体为一电路板。

3.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该压电组件更包括一端连接于该压电片的一正极导针与一端连接于该压电片的一负极导针，该正极导针的与该负极导针并穿过该封装体，且该板体具有供该正极导针与该负极导针穿过的两个开孔。

4.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该封装体黏着于该环绕侧壁。

5.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该封装体具有共形于该环绕侧壁的一环绕形状。

6.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该压电组件更包括设置于该压电片的该感应面上且对应该压电片的振动能量的一匹配层或一传导层。

7.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，每一该些固定件为螺丝，该板体具有多个穿孔，该结合板具有多个螺孔。

8.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该环绕侧壁更向远离该底壁的方向延伸，且于远离该底壁的一端具有一开口，该结合板位于该环绕侧壁的该开口与该底壁之间，该超声波传感装置更包括封闭该开口的一盖体。

9.如权利要求1所述的超声波传感装置，其特征在于，该封装体包括对应该压电片的振动能量的匹配层及/或吸收层。

10.一种超声波传感装置，其特征在于，包括：

一外壳罩，包括一体成型的一结合板、一底壁与一第一环绕侧壁，该第一环绕侧壁连接于该结合板与该底壁之间，且该结合板具有相对该底壁的一设置开口；

一承载壳体，包括一第二环绕侧壁其由该外壳罩的该结合板的外缘包覆该结合板的局部，并向远离该底壁的方向延伸，且于远离该底壁的一端具有一开口，该结合板位于该开口与该底壁之间；

一压电组件，包括一封装体与至少一部分被该封装体所包覆的一压电片，该封装体配置于该底壁上且被该第一环绕侧壁所环绕，该压电片具有外露于该封装体且朝向该底壁的一感应面；

一板体，配置在该外壳罩的该结合板上且具有一压制面其朝向该封装体与该结合板；以及

多个固定件，用于将该板体固定于该外壳罩的该结合板，使该板体施压于该压电组件的该封装体，进而使该压电片的该感应面下压于该底壁；

其中，该外壳罩为一金属件，而该承载壳体为一塑胶件。

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