CN213517541U - 用于传感器的超声波探头 - Google Patents

Abstract

一种用于传感器的超声波探头，包括探头壳体、压电晶片、PCB板，压电晶片、PCB板密封安装在探头壳体内，压电晶片设置在探头端，PCB板连接压电晶片的正负极，PCB板的连接线延伸至探头壳体外；探头端的外表面边沿向外延伸形成围缘；探头端的外表面至少涂有一层亲水型纳米涂料层。本实用新型在探头表面做有弧边处理、纳米涂层处理；弧边处理能有效将凝露后的水珠往弧边汇聚(水的张力)，可有效避免水珠在探头中间区域凝露后对信号的影响；纳米涂层处理可以将水雾凝聚在一起，减小单独凝成水珠的现象，也可以减小探头被腐蚀的速度，增加产品使用寿命。

Description

用于传感器的超声波探头

技术领域

本实用新型涉及超声波测距领域，特别涉及超声波探头。

背景技术

现有的超声波传感器，安装于下水道或安装于户外环境下，因空气中湿度较高使得探头表面极易凝成水珠，水珠呈圆弧状在反射的作用下会使声波信号的传递发生变化，减小了信号的强度，增大了误测的可能性。又因下水道或工作环境中含有各类腐蚀气体产品比较容易被腐蚀，当被腐蚀后就会导致探头损坏，最终产品无法使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于传感器的超声波探头，解决了探头表面极易凝成水珠等问题。

本实用新型的目的可以这样实现，设计一种用于传感器的超声波探头，包括探头壳体、压电晶片、PCB板，压电晶片、PCB板密封安装在探头壳体内，压电晶片设置在探头端，PCB板连接压电晶片的正负极，PCB板的连接线延伸至探头壳体外；探头端的外表面边沿向外延伸形成围缘；探头端的外表面至少涂有一层亲水型纳米涂料层。

进一步地，还包括海绵垫、隔离软胶、密封胶，海绵垫紧贴压电晶片设置，隔离软胶设置在海绵垫与PCB板之间，密封胶填充满探头壳体内。

进一步地，围缘为圆弧状边沿。

进一步地，围缘与探头端的外表面的夹角在90°～170°之间。

进一步地，探头端的外表面至少涂有一层防腐蚀涂料，亲水型纳米涂料涂在防腐蚀涂料层上。

更进一步地，亲水型纳米涂料为亲水型防腐蚀纳米涂料。

进一步地，探头上设置有发热丝，发热丝安装在探头外侧或探头内部。

进一步地，发热丝设置在探头壳体外侧。

进一步地，环绕探头壳体外侧设置一发热丝固定槽，发热丝放置在发热丝固定槽内。

进一步地，发热丝分为四层结构，第一层为第一绝缘层，第二层为发热材质层，第三层为第二绝缘层，第四层为粘接层。

本实用新型在探头表面做有弧边处理、纳米涂层处理；弧边处理能有效将凝露后的水珠往弧边汇聚(水的张力)，可有效避免水珠在探头中间区域凝露后对探头信号的影响；纳米涂层处理可以将水雾凝聚在一起，减小单独凝成水珠的现象，也可以减小探头被腐蚀的速度，增加产品使用寿命；当超声探头表面温度较低时容易在探头表面凝成水雾，此时发热丝给超声波探头加热可以有效避免探头表面凝成水雾；当探头表面有水珠凝成并影响探头信号时，可加大发热丝的工作功率提供更高的温度起到蒸发水珠的作用。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的结构剖面示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的示意图；

图3是本实用新型较佳实施例之发热丝的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

在本说明书中提及的“上”、“下”以图1所示实施例的位置为例。

如图1、图2所示，一种用于传感器的超声波探头，所述的超声波探头为封闭式探头，包括探头壳体40、压电晶片41、海绵垫42、隔离软胶49、PCB板43、密封胶45，压电晶片41、海绵垫42、隔离软胶49、PCB板43安装在探头壳体40内，压电晶片41设置在探头端，海绵垫42紧贴压电晶片41设置，隔离软胶49设置在海绵垫42与PCB板43之间，PCB板43连接压电晶片41的正负极，PCB板43的连接线48延伸至探头壳体40外，密封胶45填充满探头壳体40内；探头端的外表面边沿向外向下延伸形成围缘46；围缘46为圆弧状边沿，圆弧直径为1～4mm。围缘46与探头端的外表面的夹角a在90°～170°之间。本实施例中，探头的围缘46为φ2.1mm的圆弧。围缘46起将凝结后的水雾往外侧边沿吸引的作用。

探头端的外表面至少涂有一层亲水型纳米涂料层44，亲水型纳米涂料层44起将小水雾凝结在一起作用，同时也减小外界腐蚀的效果。亲水型纳米涂料层44采用的涂料为市售的亲水型纳米涂料。

如图1、图2所示，探头4上设置有发热丝3，发热丝3安装在探头外侧或探头内部。发热丝3起加热超声波探头温度预防小水雾在超声波探头表面凝结的作用。本实施例，发热丝3设置在探头壳体40的外侧。环绕探头壳体40的外侧设置一发热丝固定槽47，发热丝3放置在发热丝固定槽47内。

所述的加热丝材质为电发热材质，本实施例为铁洛铝，加热丝可安装在超声波探头外侧也可安装于探头内部，其主要作用是为探头加热提升探头表面温度从而去除掉探头表面较小的水雾。发热丝3呈条状。如图3所示，发热丝3分为四层结构，第一层为第一绝缘层31，第二层为发热材质层32，第三层为第二绝缘层33，第四层为粘接层34。本实施例中，第一绝缘层31为聚酰亚胺膜层，厚度0.02～0.15mm，本实施例为0.05mm；发热材质层32的厚度0.15～0.2mm，本实施例中，加热丝的材质采用铁洛铝，厚度为0.18mm；第二绝缘层33为聚酰亚胺膜层，厚度0.02～0.15mm，本实施例为0.05mm；粘接层34为双面胶，厚度0.03～0.2mm；本实施例中为3M胶，厚度为0.1mm。

压电晶片41以压电效应完成了超声波的发射与接收；隔离软胶49阻止了密封胶45继续向海绵垫42渗透，以保证海绵垫42的阻尼作用；海绵垫42对压电晶片41的震动起阻尼作用，吸收压电晶片41向背面的超声波；PCB板43连接压电晶片41的正负极，保证引线时的一致性；密封胶45完成了超声探头的密封，增强了超声探头的防水性能。

制作时，先将超声波探头端表面喷涂亲水纳米涂层44，之后将发热丝3安装在超声波探头4上。

本实施例中，所述的超声波探头4(中心频率为25～55kHZ，直径误差为25±10mm)，所述的超声波探头发射正面涂有亲水纳米涂层44，起将小水雾凝聚的作用；所述的围缘为探头表面边沿凹槽处φ2.1mm的圆弧，起将凝聚后的水雾往外侧吸引，减小水珠在探头表面中间范围的形成，避免了水珠对信号的干扰。

本实用新型在超声波探头表面做有弧边处理、纳米涂层处理；弧边处理能有效将凝露后的水珠往弧边汇聚(水的张力)，可有效避免水珠在探头中间区域凝露后对信号的影响；纳米涂层处理可以将水雾凝聚在一起，减小单独凝成水珠的现象，也可以减小探头被腐蚀的速度，增加产品使用寿命；当超声探头表面温度较低时容易在探头表面凝成水雾，此时发热丝给超声波探头加热可以有效避免探头表面凝成水雾；当探头表面有水珠凝成并影响信号时，可加大发热丝的工作功率提供更高的温度起到蒸发水珠的作用。

Claims (10)

1.一种用于传感器的超声波探头，包括探头壳体、压电晶片、PCB板，压电晶片、PCB板密封安装在探头壳体内，压电晶片设置在探头端，PCB板连接压电晶片的正负极，PCB板的连接线延伸至探头壳体外；其特征在于：探头端的外表面边沿向外延伸形成围缘；探头端的外表面至少涂有一层亲水型纳米涂料。

2.根据权利要求1所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：还包括海绵垫、隔离软胶、密封胶，海绵垫紧贴压电晶片设置，隔离软胶设置在海绵垫与PCB板之间，密封胶填充满探头壳体内。

3.根据权利要求1所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：围缘为圆弧状边沿。

4.根据权利要求1或3所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：围缘与探头端的外表面的夹角在90°～170°之间。

5.根据权利要求1所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：探头端的外表面至少涂有一层防腐蚀涂料层，亲水型纳米涂料层涂在防腐蚀涂料层上。

6.根据权利要求1所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：亲水型纳米涂料层为亲水型防腐蚀纳米涂料层。

7.根据权利要求1所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：探头上设置有发热丝，发热丝安装在探头外侧或探头内部。

8.根据权利要求7所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：发热丝设置在探头壳体外侧，环绕探头壳体外侧设置一发热丝固定槽，发热丝放置在发热丝固定槽内。

9.根据权利要求7或8所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：发热丝分为四层结构，第一层为绝缘层，第二层为发热材质层，第三层为绝缘层，第四层为粘接层。

10.根据权利要求9所述的用于传感器的超声波探头，其特征在于：第一绝缘层为聚酰亚胺膜层，厚度0.02～0.15mm；发热材质层的厚度0.15～0.2mm；第二绝缘层为聚酰亚胺膜层，厚度0.02～0.15mm；粘接层为双面胶，厚度0.03～0.2mm。

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