CN211401236U - 超声波传感器及其壳体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波传感器及其壳体，种超声波传感器的壳体包括底壁与侧壁。所述侧壁与所述底壁相连，所述侧壁绕所述底壁的周向设置，所述侧壁靠近于所述底壁的一端设有缺口。所述缺口绕所述底壁的周向设置，所述缺口的口壁与所述底壁围合形成环状的侧向槽。上述的超声波传感器及其壳体，由于在侧壁靠近于底壁的一端设有缺口，缺口绕底壁的周向设置，缺口的口壁与底壁围合形成环状的侧向槽，如此，一方面相当于增大了底壁上放置的压电陶瓷片的振动面积，从而能提高振动频率，进而减小向四周的发射角度；另一方面，侧壁的整体厚度并没有减薄，这样能保证刚度大小，从而能保证长期正常工作。

Description

超声波传感器及其壳体

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别是涉及一种超声波传感器及其壳体。

背景技术

传统的超声波传感器包括壳体与设置于壳体内部的压电陶瓷材料。一般地，壳体的外部体积尺寸不变，以及压电陶瓷材料的整体体积尺寸不变。当需要减小压电陶瓷材料向四周的发射角度时，则需要增大超声波传感器的外壳的内壁尺寸，如此在外壳的外部体积尺寸不变的情况下将导致减薄外壳的壁厚，从而降低外壳的刚度，进而影响到超声波传感器的正常工作寿命。

实用新型内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种超声波传感器及其壳体，它能在保证刚度的同时减小向四周的发射角度。

其技术方案如下：一种超声波传感器的壳体，包括：底壁与侧壁，所述侧壁与所述底壁相连，所述侧壁绕所述底壁的周向设置，所述侧壁靠近于所述底壁的一端设有缺口，所述缺口绕所述底壁的周向设置，所述缺口的口壁与所述底壁围合形成环状的侧向槽。

上述的超声波传感器的壳体，由于在侧壁靠近于底壁的一端设有缺口，缺口绕底壁的周向设置，缺口的口壁与底壁围合形成环状的侧向槽，如此，一方面相当于增大了底壁上放置的压电陶瓷片的振动面积，从而能提高振动频率，进而减小向四周的发射角度；另一方面，侧壁的整体厚度并没有减薄，这样能保证刚度大小，从而能保证长期正常工作。

在其中一个实施例中，所述缺口的口壁为相对于所述底壁倾斜设置的斜面。

在其中一个实施例中，所述斜面与所述底壁之间的夹角为30°～60°；所述底壁与所述侧壁为一体化结构；所述底壁与所述侧壁均为金属壁。

一种超声波传感器，包括所述的超声波传感器的壳体，还包括设置于所述底壁上的压电陶瓷片。

上述的超声波传感器，由于在侧壁靠近于底壁的一端设有缺口，缺口绕底壁的周向设置，缺口的口壁与底壁围合形成环状的侧向槽，如此，一方面相当于增大了底壁上放置的压电陶瓷片的振动面积，从而能提高振动频率，进而减小向四周的发射角度；另一方面，侧壁的整体厚度并没有减薄，这样能保证刚度大小，从而能保证长期正常工作。

在其中一个实施例中，所述的超声波传感器还包括吸音材料层、转接板与第一灌封胶层；所述吸音材料层设置于所述压电陶瓷片上，所述转接板与所述压电陶瓷片电性连接，所述转接板通过电源线与外部电源设备连接，所述转接板与所述第一灌封胶层均设置于所述的超声波传感器的壳体内，且所述转接板设于所述第一灌封胶层与所述吸音材料层之间。

在其中一个实施例中，所述吸音材料层为两层以上，且两层以上的所述吸音材料层依次叠置设置。

在其中一个实施例中，最底层的所述吸音材料层的底面紧贴于所述压电陶瓷片上，所述吸音材料层的边缘紧贴于所述侧壁上。

在其中一个实施例中，所述的超声波传感器还包括第二灌封胶层，所述第二灌封胶层设置于所述吸音材料层与所述转接板之间，所述转接板设于所述第二灌封胶层与所述第一灌封胶层之间。

在其中一个实施例中，所述的超声波传感器还包括硬质隔板，所述硬质隔板设置于所述吸音材料层与所述转接板之间，所述转接板设于所述硬质隔板与所述第一灌封胶层之间；所述硬质隔板与所述吸音材料层之间设有间隙，所述硬质隔板还与所述第一灌封胶层相连。

在其中一个实施例中，所述侧壁远离于所述底壁的一端设有周向的阶梯面，所述第二灌封胶层的边缘或所述硬质隔板的边缘搭设于所述阶梯面上；所述的超声波传感器还包括固定件与两个导线，所述超声波传感器的壳体为金属壳，所述压电陶瓷片的其中一个电极通过其中一个所述导线与所述转接板电性连接，所述压电陶瓷片的另一个电极与所述金属壳电性连接，另一个所述导线的一端与所述转接板电性连接，另一个所述导线的另一端通过所述固定件固定于所述阶梯面上。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的超声波传感器的外壳的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的超声波传感器的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所述的超声波传感器的声压角度测试结果图。

附图标记：

10、超声波传感器的壳体；11、底壁；12、侧壁；121、缺口；122、阶梯面；123、安装孔；124、斜面；20、压电陶瓷片；30、吸音材料层；40、转接板；50、第一灌封胶层；60、电源线；61、插头；70、第二灌封胶层；80、固定件；90、导线。

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。

在一个实施例中，请参阅图1及图2，一种超声波传感器的壳体10，包括底壁11与侧壁12。所述侧壁12与所述底壁11相连，所述侧壁12绕所述底壁11的周向设置，所述侧壁12靠近于所述底壁11的一端设有缺口121。所述缺口121绕所述底壁11的周向设置，所述缺口121的口壁与所述底壁11围合形成环状的侧向槽。

上述的超声波传感器的壳体10，由于在侧壁12靠近于底壁11的一端设有缺口121，缺口121绕底壁11的周向设置，缺口121的口壁与底壁11围合形成环状的侧向槽，如此，一方面相当于增大了底壁11上放置的压电陶瓷片20的振动面积，从而能提高振动频率，进而减小向四周的发射角度；另一方面，侧壁12的整体厚度并没有减薄，这样能保证刚度大小，从而能保证长期正常工作。

进一步地，请参阅图1及图2，所述缺口121的口壁为相对于所述底壁11倾斜设置的斜面124。也就是该缺口121为斜角缺口，能便于进行加工制造，尤其是在抛光步骤时能避免抛光针卡设在该斜角缺口中。当然，作为一个可选的方案，该缺口121也可以是直角缺口，直角缺口的口壁的其中一个壁面与底壁11相平行，另一个壁面则与底壁11相垂直。斜角缺口相对于直角缺口而言，更容易进行加工制造。

进一步地，请参阅图1及图2，所述斜面124与所述底壁11之间的夹角为30°～60°；所述底壁11与所述侧壁12为一体化结构；所述底壁11与所述侧壁12均为金属壁。具体而言，斜面124与底壁11之间的夹角为45°。

在一个实施例中，请参阅图1及图2，一种超声波传感器，包括上述任一实施例所述的超声波传感器的壳体10，还包括设置于所述底壁11上的压电陶瓷片20。

上述的超声波传感器，由于在侧壁12靠近于底壁11的一端设有缺口121，缺口121绕底壁11的周向设置，缺口121的口壁与底壁11围合形成环状的侧向槽，如此，一方面相当于增大了底壁11上放置的压电陶瓷片20的振动面积，从而能提高振动频率，进而减小向四周的发射角度；另一方面，侧壁12的整体厚度并没有减薄，这样能保证刚度大小，从而能保证长期正常工作。

进一步地，请参阅图1及图2，所述的超声波传感器还包括吸音材料层30、转接板40与第一灌封胶层50。所述吸音材料层30设置于所述压电陶瓷片20上。所述转接板40与所述压电陶瓷片20电性连接，所述转接板40通过电源线60与外部电源设备连接，所述转接板40与所述第一灌封胶层50均设置于所述的超声波传感器的壳体10内，且所述转接板40设于所述第一灌封胶层50与所述吸音材料层30之间。具体而言，电源线60例如为双绞线。电源线60的一端与转接板40电性连接，电源线60的另一端设有插头61。如此，一方面，压电陶瓷片20振动时接触吸音材料层30，吸音材料层30能吸收压电陶瓷片20的振动量，起到削减压电陶瓷片20的振动的作用，对超声波信号的检测较为灵敏，同时还能减小噪音；另一方面，第一灌封胶层50将转接板40、吸音材料层30与压电陶瓷片20封装于超声波传感器的壳体10内，结构稳固性好。

进一步地，请参阅图1及图2，所述吸音材料层30为两层以上，且两层以上的所述吸音材料层30依次叠置设置。具体而言，吸音材料层30为两层、三层或其它层数。如此，两层以上的吸音材料层30相较于只设置一层的吸音材料层30而言，灵敏度更高，更有利于超声波的信号检测。

进一步地，请参阅图1及图2，最底层的所述吸音材料层30的底面紧贴于所述压电陶瓷片20上，所述吸音材料层30的边缘紧贴于所述侧壁12上。如此，压电陶瓷片20振动时接触吸音材料层30，吸音材料层30能较好地吸收压电陶瓷片20的振动量，起到削减压电陶瓷片20的振动的作用，对超声波信号的检测更为灵敏，同时还能减小噪音。

在一个实施例中，请参阅图1及图2，所述的超声波传感器还包括第二灌封胶层70。所述第二灌封胶层70设置于所述吸音材料层30与所述转接板40之间，所述转接板40设于所述第二灌封胶层70与所述第一灌封胶层50之间。如此，当压电陶瓷片20装设于所述的超声波传感器的壳体10的底壁11上后，再将吸音材料层30压入到所述的超声波传感器的壳体10内并使得吸音材料层30紧贴压电陶瓷片20，接着向所述的超声波传感器的壳体10内灌入胶层，从而在吸音材料层30的背向底壁11的侧面上形成有第二灌封胶层70，实现吸音材料层30与压电陶瓷片20较为稳定地装设于超声波传感器的壳体10内。其中，将吸音材料层30设置于超声波传感器的壳体10内的步骤之前，将导线90的一端与压电陶瓷片20的电极焊接连接，导线90的另一端与转接板40焊接连接，这样便能实现导线90嵌设于第二灌封胶层70中。

进一步地，请参阅图1及图2，所述侧壁12远离于所述底壁11的一端设有周向的阶梯面122，所述第二灌封胶层70的边缘搭设于所述阶梯面122上。如此，第二灌封胶层70对吸音材料层30与压电陶瓷片20的封装效果较好，实现吸音材料层30与压电陶瓷片20较为稳定地装设于超声波传感器的壳体10内。

在另一个实施例中，所述的超声波传感器还包括硬质隔板。所述硬质隔板设置于所述吸音材料层30与所述转接板40之间，所述转接板40设于所述硬质隔板与所述第一灌封胶层50之间。如此，硬质隔板能实现吸音材料层30与转接板40相互隔开，避免转接板40与第一灌封胶层50对吸音材料层30的振动造成影响，吸音材料层30的振动量也不会传递给转接板40及第一灌封胶层50，从而能提高对超声波信号的检测灵敏度。进一步地，所述硬质隔板与所述吸音材料层30之间设有间隙，所述硬质隔板还与所述第一灌封胶层50相连。如此，也能尽可能地避免吸音材料层30将振动量传递给硬质隔板，相对于采用第二灌封胶层70的方案而言，能大大提高对超声波信号的检测灵敏度。

进一步地，所述侧壁12远离于所述底壁11的一端设有周向的阶梯面122，所述硬质隔板的边缘搭设于所述阶梯面122上。如此，一方面，能便于将硬质隔板稳定地装设于阶梯面122上，安装方便且稳固性较好；另一方面，硬质隔板能实现将吸音材料层30与压电陶瓷片20较为稳定地装设于超声波传感器的壳体10内。

进一步地，请参阅图1及图2，所述的超声波传感器还包括固定件80与两个导线90。所述超声波传感器的壳体10为金属壳。所述压电陶瓷片20的其中一个电极通过其中一个所述导线90与所述转接板40电性连接，所述压电陶瓷片20的另一个电极与所述金属壳电性连接，另一个所述导线90的一端与所述转接板40电性连接。另一个所述导线90的另一端通过所述固定件80固定于所述阶梯面122上。

具体而言，固定件80为螺钉、铆钉、螺栓、螺丝、螺杆、销钉等等。固定件80例如为螺钉时，阶梯面122上设置有与螺钉相应的螺孔。螺钉将导线90的端部压紧于阶梯面122上的螺孔时，能实现导线90与金属壳电性连接，从而实现转接板40与压电陶瓷片20的另一个电极电性连接。此外，固定件80例如为铆钉时，阶梯面122上设置有与铆钉相应的铆钉孔，铆钉同样能实现将导线90的端部压紧于阶梯面122上的铆钉孔中。

进一步地，侧壁12的厚度增厚处理，这样能相应增大阶梯面122的面积，阶梯面122的面积足够大，从而能便于在阶梯面122上开设与固定件80对应的安装孔123，能便于实现固定件80将导线90的端部压合固定于阶梯面122上。

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 (10)

1.一种超声波传感器的壳体，其特征在于，包括：

底壁与侧壁，所述侧壁与所述底壁相连，所述侧壁绕所述底壁的周向设置，所述侧壁靠近于所述底壁的一端设有缺口，所述缺口绕所述底壁的周向设置，所述缺口的口壁与所述底壁围合形成环状的侧向槽。

2.根据权利要求1所述的超声波传感器的壳体，其特征在于，所述缺口的口壁为相对于所述底壁倾斜设置的斜面。

3.根据权利要求2所述的超声波传感器的壳体，其特征在于，所述斜面与所述底壁之间的夹角为30°～60°；所述底壁与所述侧壁为一体化结构；所述底壁与所述侧壁均为金属壁。

4.一种超声波传感器，其特征在于，包括如权利要求1至3任意一项所述的超声波传感器的壳体，还包括设置于所述底壁上的压电陶瓷片。

5.根据权利要求4所述的超声波传感器，其特征在于，还包括吸音材料层、转接板与第一灌封胶层；所述吸音材料层设置于所述压电陶瓷片上，所述转接板与所述压电陶瓷片电性连接，所述转接板通过电源线与外部电源设备连接，所述转接板与所述第一灌封胶层均设置于所述的超声波传感器的壳体内，且所述转接板设于所述第一灌封胶层与所述吸音材料层之间。

6.根据权利要求5所述的超声波传感器，其特征在于，所述吸音材料层为两层以上，且两层以上的所述吸音材料层依次叠置设置。

7.根据权利要求6所述的超声波传感器，其特征在于，最底层的所述吸音材料层的底面紧贴于所述压电陶瓷片上，所述吸音材料层的边缘紧贴于所述侧壁上。

8.根据权利要求5所述的超声波传感器，其特征在于，还包括第二灌封胶层，所述第二灌封胶层设置于所述吸音材料层与所述转接板之间，所述转接板设于所述第二灌封胶层与所述第一灌封胶层之间。

9.根据权利要求8所述的超声波传感器，其特征在于，还包括硬质隔板，所述硬质隔板设置于所述吸音材料层与所述转接板之间，所述转接板设于所述硬质隔板与所述第一灌封胶层之间；所述硬质隔板与所述吸音材料层之间设有间隙，所述硬质隔板还与所述第一灌封胶层相连。

10.根据权利要求9所述的超声波传感器，其特征在于，所述侧壁远离于所述底壁的一端设有周向的阶梯面，所述第二灌封胶层的边缘或所述硬质隔板的边缘搭设于所述阶梯面上；所述的超声波传感器还包括固定件与两个导线，所述超声波传感器的壳体为金属壳，所述压电陶瓷片的其中一个电极通过其中一个所述导线与所述转接板电性连接，所述压电陶瓷片的另一个电极与所述金属壳电性连接，另一个所述导线的一端与所述转接板电性连接，另一个所述导线的另一端通过所述固定件固定于所述阶梯面上。

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