CN211401235U

CN211401235U - 适用于近距离探测的高频传感器

Info

Publication number: CN211401235U
Application number: CN201922477118.4U
Authority: CN
Inventors: 叶勇勇; 朱兆焱; 吴章裕
Original assignee: Audiowell Electronics Guangdong Co ltd
Current assignee: Audiowell Electronics Guangdong Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种适用于近距离探测的高频传感器，包括第一壳套、压电陶瓷片与第一匹配层。所述压电陶瓷片设置于所述第一壳套内，所述压电陶瓷片与所述第一匹配层的其中一端面相连。第一匹配层嵌设于所述第一壳套内，且所述第一匹配层的另一端凸出到所述第一壳套的第一端外。上述的适用于近距离探测的高频传感器，第一匹配层嵌设于所述第一壳套内后，一方面第一匹配层嵌装固定于第一壳套内，整个适用于近距离探测的高频传感器结构较为稳固；另一方面，由于将第一匹配层的端部凸出到第一壳套的第一端外，能减小第一壳套对第一匹配层的四周的束缚力，这样能大大降低回波信号不足的现象。也就是，能够适用于近距离探测，同时具有较好的回波信号。

Description

适用于近距离探测的高频传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别是涉及一种适用于近距离探测的高频传感器。

背景技术

随着智能家居的兴起，越来越多不同种类的高频传感器被应用于智能家具产品的近距离(2cm～5cm)探测上。但传统的高频传感器普遍存在如下问题：高频传感器的余振偏大，没有有效的抑制手段，导致高频传感器的盲区过大，满足不了市场上的近距离探测要求；或者，高频传感器的余振较小，但回波信号太弱导致识别不了。

实用新型内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种适用于近距离探测的高频传感器，它能够适用于近距离探测，同时具有较好的回波信号。

其技术方案如下：一种适用于近距离探测的高频传感器，包括：第一壳套、压电陶瓷片与第一匹配层，所述压电陶瓷片设置于所述第一壳套内，所述压电陶瓷片与所述第一匹配层的其中一端面相连，所述第一匹配层嵌设于所述第一壳套内，且所述第一匹配层的另一端凸出到所述第一壳套的第一端外。

上述的适用于近距离探测的高频传感器，第一匹配层嵌设于所述第一壳套内后，一方面第一匹配层嵌装固定于第一壳套内，整个适用于近距离探测的高频传感器结构较为稳固；另一方面，由于将第一匹配层的端部凸出到第一壳套的第一端外，能减小第一壳套对第一匹配层的四周的束缚力，这样能大大降低回波信号不足的现象。也就是，能够适用于近距离探测，同时具有较好的回波信号。

在其中一个实施例中，所述第一匹配层的凸出到所述第一壳套外的部位的厚度为T1，λ/8≤T1≤λ/4，其中，λ为超声波波长；所述第一匹配层的密度为P1，0.5g/cm³≤P1≤0.7g/cm³。

在其中一个实施例中，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二匹配层，所述第二匹配层涂覆于所述第一匹配层上。

在其中一个实施例中，所述第二匹配层的厚度为T2，T1/4≤T2≤T1；所述第二匹配层的密度为P2，0.7g/cm³≤P2≤1.1g/cm³。

在其中一个实施例中，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括阻尼层、转接PCB板、第一灌封胶、外导线与两个内接导线；所述阻尼层设置于所述转接PCB板与所述压电陶瓷片之间，所述转接PCB板通过两个所述内接导线分别与所述压电陶瓷片的正极和负极相连，所述转接PCB板通过外导线与外部设备电性连接；所述第一灌封胶通过所述第一壳套的第二端注入所述第一壳套内，所述第一灌封胶与所述转接PCB板相连。

在其中一个实施例中，所述第一壳套的内壁设有第一阶梯面，所述第一匹配层的一端与所述第一阶梯面相抵触。

在其中一个实施例中，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二壳套与弹性套；所述第二壳套套设于所述第一壳套外，所述弹性套设置于所述第一壳套与所述第二壳套之间；所述第一壳套的第一端的端面、所述第二壳套的第一端的端面及所述弹性套的第一端的端面处于同一平面上，所述第一匹配层的端部凸出于所述平面。

在其中一个实施例中，所述弹性套为橡胶套或硅胶套；所述弹性套的硬度为25shoreA-50shoreA。

在其中一个实施例中，所述第二壳套的内壁上设有第二阶梯面与第三阶梯面，所述弹性套的第二端的端面与所述第二阶梯面抵触配合，所述第一壳套的第二端的端面与所述第三阶梯面抵触配合。

在其中一个实施例中，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二灌封胶，所述第二灌封胶通过所述第二壳套的第二端注入到所述第二壳套内，所述第二灌封胶与所述第一壳套的第二端相连。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的适用于近距离探测的高频传感器的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的适用于近距离探测的高频传感器的具体结构示意图；

图3为图2在A处的放大结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例所述的适用于近距离探测的高频传感器的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例所述的适用于近距离探测的高频传感器的具体结构示意图。

附图标记：

10、第一壳套；11、第一阶梯面；20、压电陶瓷片；30、第一匹配层；40、第二匹配层；50、阻尼层；60、转接PCB板；70、第一灌封胶；81、外导线；82、内接导线；90、第二壳套；91、弹性套；92、第二阶梯面；93、第三阶梯面；94、第二灌封胶。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

为了能适用于近距离探测，一般的高频传感器包括胶壳、设置于胶壳内的压电陶瓷片与第一匹配层。先将压电陶瓷片与第一匹配层的一面粘接在一起，然后将第一匹配层镶嵌在胶壳内部，第一匹配层的另一面与胶壳平齐装配。然而，第一匹配层的端面与胶壳平齐装配的高频传感器会使胶壳对第一匹配层四周产生一个束缚力，导致高频传感器装配后，会产生部分回波信号不足。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，一种适用于近距离探测的高频传感器，包括第一壳套10、压电陶瓷片20与第一匹配层30。所述压电陶瓷片20设置于所述第一壳套10内，所述压电陶瓷片20与所述第一匹配层30的其中一端面相连。所述第一匹配层30嵌设于所述第一壳套10内，且所述第一匹配层30的另一端凸出到所述第一壳套10的第一端外。

上述的适用于近距离探测的高频传感器，第一匹配层30嵌设于所述第一壳套10内后，一方面第一匹配层30嵌装固定于第一壳套10内，整个适用于近距离探测的高频传感器结构较为稳固；另一方面，由于将第一匹配层30的端部凸出到第一壳套10的第一端外，能减小第一壳套10对第一匹配层30的四周的束缚力，这样能大大降低回波信号不足的现象。也就是，能够适用于近距离探测，同时具有较好的回波信号。

进一步地，请参阅图1至图3，所述第一匹配层30的凸出到所述第一壳套10外的部位的厚度为T1，λ/8≤T1≤λ/4，其中，λ为超声波波长。如此，能减小第一壳套10对第一匹配层30的四周的束缚力，这样能大大降低回波信号不足的现象。也就是，能够适用于近距离探测，同时具有较好的回波信号。此外，能节省第一匹配层30的材料，无需再增加第一匹配层30的厚度。

此外，具体而言，所述第一匹配层30的密度为P1，0.5g/cm³≤P1≤0.7g/cm³。该密度下，第一匹配层30的弹性较好，能实现较好的回波信号，灵敏度较高。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二匹配层40。所述第二匹配层40涂覆于所述第一匹配层30上。如此，通过控制第二匹配层40的厚度能调节产品的余振大小，能实现适用于近距离探测的高频传感器的余振较小。

进一步地，请参阅图1至图3，所述第二匹配层40的厚度为T2，T1/4≤T2≤T1。此外，所述第二匹配层40的密度为P2，0.7g/cm³≤P2≤1.1g/cm³。如此，能实现适用于近距离探测的高频传感器的余振较小，适用于近距离探测的高频传感器的性能较高。

在一个实施例中，请参阅图2与图3，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括阻尼层50、转接PCB板60、第一灌封胶70、外导线81与两个内接导线82。所述阻尼层50设置于所述转接PCB板60与所述压电陶瓷片20之间，所述转接PCB板60通过两个所述内接导线82分别与所述压电陶瓷片20的正极和负极相连，所述转接PCB板60通过外导线81与外部设备电性连接。如此，转接PCB板60实现外部设备与压电陶瓷片20电性连接。

此外，请参阅图2与图3，所述第一灌封胶70通过所述第一壳套10的第二端注入所述第一壳套10内，所述第一灌封胶70与所述转接PCB板60相连。如此，能实现转接PCB板60、阻尼层50、压电陶瓷片20及第一匹配层30稳固地装设于第一壳套10内。另外，阻尼层50能尽可能地减小压电陶瓷片20将振动量传递给转接PCB板60，从而能提高对回波信号的检测灵敏度，提高产品的性能。

具体而言，请参阅图2与图3，阻尼层50的一端面与转接PCB板60紧密贴合，阻尼层50的外侧壁与第一壳套10的内侧壁紧密贴合，阻尼层50的另一端面与第一匹配层30紧密贴合，压电陶瓷片20嵌入装设于阻尼层50中。如此，阻尼层50一方面能起到减小产品余振的作用，另一方面能尽可能地减小压电陶瓷片20将振动量传递给转接PCB板60，所述的适用于近距离探测的高频传感器的性能较高。

在一个实施例中，请参阅图2与图3，所述第一壳套10的内壁设有第一阶梯面11，所述第一匹配层30的一端与所述第一阶梯面11相抵触。如此，第一匹配层30能稳固地定位装设于第一壳套10内。具体而言，第一匹配层30的外径略大于第一壳套10的内径，这样第一匹配层30的外侧壁与第一壳套10的内侧壁之间紧密配合，从而实现稳固地设置于第一壳套10中。

在一个实施例中，请参阅图4与图5，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二壳套90与弹性套91。所述第二壳套90套设于所述第一壳套10外，所述弹性套91设置于所述第一壳套10与所述第二壳套90之间。所述第一壳套10的第一端的端面、所述第二壳套90的第一端的端面及所述弹性套91的第一端的端面处于同一平面上，所述第一匹配层30的端部凸出于所述平面。弹性套91具体例如为橡胶套或硅胶套等等，在此不进行限制。如此，第一壳套10通过弹性套91束缚在第二壳套90的壳壁内，通过第二壳套90将弹性套91及第一壳套10稳固地固定住，能起到降低第一壳套10的余振大小，产品的性能较高。此外，第二壳套90通过挤压弹性套91，使弹性套91对第一壳套10形成一个圆周向心的束缚力。另外，所述的弹性套91的外壁与第二壳套90的内壁之间留有一定的体积间隙来允许弹性套91的压缩变形，弹性套91的变形量在1％-5％之间。

在一个具体的实施例中，请参阅图4与图5，所述弹性套91为橡胶套；所述弹性套91的硬度为25shoreA-50shoreA。如此，弹性套91的硬度适中，能发挥出降低适用于近距离探测的高频传感器的余振的作用，效果较好。当弹性套91的硬度偏低或偏高时，其虽然也能起到降低近距离探测的高频传感器的余振的作用，然而其降低近距离探测的高频传感器的余振的效果略微低于弹性套91的硬度为25shoreA-50shoreA时所发辉的减振效果。

在一个实施例中，请参阅图4与图5，第一壳套10与第二壳套90均为胶壳，也可以为金属壳，塑料壳，在此不进行限制。

进一步地，请参阅图4与图5，所述第二壳套90的内壁上设有第二阶梯面92与第三阶梯面93。所述弹性套91的第二端的端面与所述第二阶梯面92抵触配合，所述第一壳套10的第二端的端面与所述第三阶梯面93抵触配合。如此，第一壳套10装入到第二壳套90内后，第一壳套10的第二端的端面与第三阶梯面93抵触配合，弹性套91装入到第二壳套90内后，弹性套91不止是套设于第一壳套10外，以及套设于第二壳套90内，弹性套91的第二端的端面还与第二阶梯面92相抵触配合，这样能实现第二壳套90、第一壳套10及弹性套91三者快速组装，且组装后的稳固性较好。

在一个实施例中，请参阅图4与图5，所述的适用于近距离探测的高频传感器还包括第二灌封胶94。所述第二灌封胶94通过所述第二壳套90的第二端注入到所述第二壳套90内，所述第二灌封胶94与所述第一壳套10的第二端相连。如此，第二灌封胶94能实现第一壳套10、第二壳套90及弹性套91三者稳固地结合在一起，稳固性较好。

作为一个可选的方案，为了实现第一壳套10与第二壳套90之间稳固地结合在一起，第二壳套90的位于第二阶梯面92与第三阶梯面93之间的内壁处设有粘胶，第一壳套10的第二端通过粘胶与第二壳套90粘接固定，此外，第一壳套10的第二端端面与第三阶梯面93相抵触。如此实现第一壳套10的第二端稳固地设置于第二壳套90中。

进一步地，请参阅图4与图5，第二壳套90的第二阶梯面92与第三阶梯面93之间的内壁部位与转接PCB板60在第一壳套10内的位置相对应，也就是说，转接PCB板60对应设置于第一壳套10的第二端，从而能够较为稳固地装设于第一壳套10中。

进一步地，请参阅图4与图5，第二壳套90的第二阶梯面92与第一端面之间的内壁部位则相应套设于弹性套91外，并与第一壳套10内的阻尼层50、压电陶瓷片20及第一匹配层30三者的位置对应设置。如此，在压电陶瓷片20振动过程中，由于弹性套91套设于第一壳套10外，也就是位于阻尼层50、压电陶瓷片20及第一匹配层30三者的外部，从而能发挥出较好的减振作用，所述的适用于近距离探测的高频传感器的余振较小，产品的性能较高。

作为一个可选的方案，为了实现弹性套91较为稳固地套设于第一壳套10的外壁外，第一壳套10的外壁上设有粘胶，弹性套91通过粘胶与第一壳套10的外壁粘接固定。

作为一个可选的方案，弹性套91的外壁也可以通过粘胶与第二壳套90的内壁进行粘接固定。或者，弹性套91的外壁的外径大于第二壳套90的内径，这样弹性套91能较为稳固地设置于第二壳套90内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，包括：

第一壳套、压电陶瓷片与第一匹配层，所述压电陶瓷片设置于所述第一壳套内，所述压电陶瓷片与所述第一匹配层的其中一端面相连，所述第一匹配层嵌设于所述第一壳套内，且所述第一匹配层的另一端凸出到所述第一壳套的第一端外。

2.根据权利要求1所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，所述第一匹配层的凸出到所述第一壳套外的部位的厚度为T1，λ/8≤T1≤λ/4，其中，λ为超声波波长；所述第一匹配层的密度为P1，0.5g/cm³≤P1≤0.7g/cm³。

3.根据权利要求1所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，还包括第二匹配层，所述第二匹配层涂覆于所述第一匹配层上。

4.根据权利要求3所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，所述第二匹配层的厚度为T2，T1/4≤T2≤T1；所述第二匹配层的密度为P2，0.7g/cm³≤P2≤1.1g/cm³。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，还包括阻尼层、转接PCB板、第一灌封胶、外导线与两个内接导线；所述阻尼层设置于所述转接PCB板与所述压电陶瓷片之间，所述转接PCB板通过两个所述内接导线分别与所述压电陶瓷片的正极和负极相连，所述转接PCB板通过外导线与外部设备电性连接；所述第一灌封胶通过所述第一壳套的第二端注入所述第一壳套内，所述第一灌封胶与所述转接PCB板相连。

6.根据权利要求5所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，所述第一壳套的内壁设有第一阶梯面，所述第一匹配层的一端与所述第一阶梯面相抵触。

7.根据权利要求5所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，还包括第二壳套与弹性套；所述第二壳套套设于所述第一壳套外，所述弹性套设置于所述第一壳套与所述第二壳套之间；所述第一壳套的第一端的端面、所述第二壳套的第一端的端面及所述弹性套的第一端的端面处于同一平面上，所述第一匹配层的端部凸出于所述平面。

8.根据权利要求7所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，所述弹性套为橡胶套或硅胶套；所述弹性套的硬度为25shoreA-50shoreA。

9.根据权利要求7所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，所述第二壳套的内壁上设有第二阶梯面与第三阶梯面，所述弹性套的第二端的端面与所述第二阶梯面抵触配合，所述第一壳套的第二端的端面与所述第三阶梯面抵触配合。

10.根据权利要求7所述的适用于近距离探测的高频传感器，其特征在于，还包括第二灌封胶，所述第二灌封胶通过所述第二壳套的第二端注入到所述第二壳套内，所述第二灌封胶与所述第一壳套的第二端相连。