CN219935019U - 一种超声波传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流量超声检测装置技术领域，公开了一种超声波传感器。包括传感器壳体，传感器壳体内部由内到外依次顺序设置压电陶瓷片、PCB板、顶芯，PCB板上与同轴线缆一端连接，顶芯顶部和传感器壳体顶部设置聚氨酯灌封胶，同轴线缆的另一端贯穿顶芯以及聚氨酯灌封胶伸出设置。该超声波传感器结构坚固、耐水解、安装使用密封效果好；降低成本。

Description

一种超声波传感器

技术领域

本实用新型属于流量超声检测装置技术领域，本实用新型涉及一种超声波传感器。

背景技术

超声波流量测量技术原理是超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步积算出水的流量的一种新式水表。目前市场上使用的超声波传感器大部分采用PPS或者不锈钢材料，采用端面密封结构设计；由于管体本体通常是普通碳钢材料，在长时间腐蚀条件下，容易漏水。传统传感器内孔直径比较小，导致胶水溢出覆盖压电陶瓷片，影响传感器机电转换效能；有些传感器直接用导线与压电陶瓷片焊接，影响压电陶瓷面背银，也会影响传感器机电转换效能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种超声波传感器，该超声波传感器结构坚固、耐水解、安装使用密封效果好；比金属材料传感器更容易批量生产，降低成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超声波传感器，包括传感器壳体，传感器壳体内部由内到外依次顺序设置压电陶瓷片、PCB板、顶芯，PCB板上与同轴线缆一端连接，顶芯顶部和传感器壳体顶部设置聚氨酯灌封胶，同轴线缆的另一端贯穿顶芯以及聚氨酯灌封胶伸出设置。

进一步的，所述传感器壳体的材质为PEEK材质，且传感器壳体为一体压铸成型。

进一步的，传感器壳体中间区域外周设置一圈用于放置O型密封圈的密封沟槽。

进一步的，传感器壳体内孔直径12.3mm，底部端面厚度1.65±0.02mm，外部底部端面倒角处理。

进一步的，压电陶瓷片中心频率为970KHz；直径11mm。

进一步的，传感器壳体内孔与压电陶瓷片外径设置单边间隙为0.65mm的存胶位。

进一步的，传感器壳体与压电陶瓷片通过粘结胶连接。

进一步的，PCB板厚度0.5mm；其两个侧面分别设有与压电陶瓷片连接用的焊接缺口；PCB板单面涂不干胶。

进一步的，顶芯前端设置固定压电陶瓷片的定位凹槽；顶芯后端设有定位同轴线缆的定线线孔；顶芯后端还设有漏胶槽口。

进一步的，同轴线缆直径为1.8mm；同轴线缆与PCB板焊接连接。

进一步的，PCB板与压电陶瓷片表面通过不干胶连接，压电陶瓷片与PCB板的正负极通过焊接连接，同轴线缆与PCB板的正负极通过焊接连接。

所述压电陶瓷片、PCB板、同轴线缆不限制具体型号，实现其工作功能即可。

该超声波传感器壳体采用侧面密封件，前端厚度尺寸控制在1.65±0.02mm；端面倒角处理；内部压电陶瓷片用顶芯定位；在压电陶瓷片与灌封胶水之间用PCB板隔离开；PCB板减少压电陶瓷片与导线的焊接面积。结构坚固、耐水解、安装使用密封效果好。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型提供的超声波传感器结构设计密封效果比传统端面密封效果更好；前端厚度尺寸控制在1.65±0.02mm,使声波穿透时达到最高效能同时兼顾抗压强度；端面倒角处理，用以减少声波折射造成的杂波；内部压电陶瓷片用顶芯定位，且留出溢胶空间，减少胶水对压电陶瓷片的影响；在压电陶瓷片与灌封胶水之间用PCB板隔离开，减轻灌封胶水对压电陶瓷片的影响，使之能自由振动，同时吸收反向声波。PCB板减少压电陶瓷片与导线的焊接面积，增加压电陶瓷片有效工作面积，提高压电陶瓷片机电转换效能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型一种超声波传感器结构示意图。

图2是传感器壳体结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图中1.传感器壳体，2.压电陶瓷片，3.PCB板，4.顶芯，5.同轴线缆，6.聚氨酯灌封胶，7.粘结胶，8.存胶位，9.密封沟槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种超声波传感器，包括传感器壳体1，传感器壳体1内部由内到外依次顺序设置压电陶瓷片2、PCB板3、顶芯4，PCB板3上与同轴线缆5一端连接，顶芯4顶部和传感器壳体1顶部设置聚氨酯灌封胶6，同轴线缆5的另一端贯穿顶芯4以及聚氨酯灌封胶6伸出设置。

所述传感器壳体1的材质为PEEK材质，且传感器壳体1为一体压铸成型。

传感器壳体1中间区域外周设置一圈用于放置O型密封圈的密封沟槽9。

传感器壳体1内孔直径12.3mm，底部端面厚度1.65±0.02mm，外部底部端面倒角处理。

压电陶瓷片2中心频率为970KHz；直径11mm。

传感器壳体1内孔与压电陶瓷片2外径设置单边间隙为0.65mm的存胶位8。

传感器壳体1与压电陶瓷片2通过粘结胶7连接。

PCB板3厚度0.5mm；其两个侧面分别设有与压电陶瓷片2连接用的焊接缺口；PCB板3单面涂不干胶。

顶芯4前端设置固定压电陶瓷片2的定位凹槽；顶芯4后端设有定位同轴线缆5的定线线孔；顶芯4后端还设有漏胶槽口。

同轴线缆5直径为1.8mm；同轴线缆5与PCB板3焊接连接。

PCB板3与压电陶瓷片2表面通过不干胶连接，压电陶瓷片2与PCB板3的正负极通过焊接连接，同轴线缆5与PCB板3的正负极通过焊接连接。

所述压电陶瓷片2、PCB板3、同轴线缆5不限制具体型号，实现其工作功能即可。

下面结合附图1-3对超声波传感器做进一步说明。但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，一种超声波传感器包括传感器壳体1；所述传感器壳体1侧面带有密封沟槽，用于安装O型密封件，用于传感器安装时进行侧面密封；所述传感器壳体1端面厚度1.65±0.02mm，内孔直径尺寸12.3mm；所述传感器壳体1底部进行毛面处理，有利于粘接胶7将传感器壳体1与压电陶瓷片2牢牢粘接在一起；所述传感器壳体1肩部带有锥形台，用于定位；所述传感器壳体1外端面倒角C1处理，用于减少声波反射造成的杂波干扰。

实施例2

如图2所示，一种超声波传感器组装时，所述压电陶瓷片2与PCB板3粘接定位后，然后将其正负极焊接；所述同轴线缆5按正负极性焊接在PCB板3上；所述同轴线缆5套入顶芯4，并将压电陶瓷片2压入顶芯4定位；所述定位后的压电陶瓷片2与传感器壳体1的粘接胶7涂抹在压电陶瓷片2中心；所述粘接胶7压入传感器壳体内1，完成上述工艺后，放入烤箱烘烤4小时固化。所述固化完成后的传感器壳体顶部再灌入聚氨酯灌封胶6，静置24小时固化。

实施例3

如图3所示，一种超声波传感器，所述压电陶瓷片2与传感器壳体1粘接后侧面间隙有0.65mm存胶位8,用于存储粘结胶7多余部分，避免粘结胶7覆盖压电陶瓷片2背面，改善压电陶瓷片2工作条件。所述顶芯4与传感器壳体1配合后能自动调心，保持压电陶瓷片2居于传感器壳体1中心部位。

压电陶瓷片2与PCB板3先粘接成一体，然后焊接正负两极；所述同轴线缆5再与PCB板3正负两极焊接形成半成品；所述顶芯4套入同轴线5缆，并将压电陶瓷片2压入顶芯4；所述压电陶瓷片2涂抹均匀粘接胶7；所述涂完粘接胶7的压电陶瓷片2和顶芯4组合体压合进入传感器壳体1；完成上述工艺后进入烤箱设置60～80℃烘烤4小时；所述聚氨酯灌封胶6胶水灌入传感器壳体1进行最后的封装。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种超声波传感器，其特征是，包括传感器壳体(1)，传感器壳体(1)内部由内到外依次顺序设置压电陶瓷片(2)、PCB板(3)、顶芯(4)，PCB板(3)上与同轴线缆(5)一端连接，顶芯(4)顶部和传感器壳体(1)顶部设置聚氨酯灌封胶(6)，同轴线缆(5)的另一端贯穿顶芯(4)以及聚氨酯灌封胶(6)伸出设置。

2.如权利要求1所述的一种超声波传感器，其特征是，传感器壳体(1)中间区域外周设置一圈用于放置O型密封圈的密封沟槽(9)。

3.如权利要求2所述的一种超声波传感器，其特征是，传感器壳体(1)内孔直径12.3mm，底部端面厚度1.65±0.02mm。

4.如权利要求3所述的一种超声波传感器，其特征是，传感器壳体(1)内孔与压电陶瓷片(2)外径设置单边间隙为0.65mm的存胶位(8)。

5.如权利要求4所述的一种超声波传感器，其特征是，传感器壳体(1)与压电陶瓷片(2)通过粘结胶(7)连接。

6.如权利要求5所述的一种超声波传感器，其特征是，PCB板3厚度0.5mm；其两个侧面分别设有与压电陶瓷片(2)连接用的焊接缺口。

7.如权利要求6所述的一种超声波传感器，其特征是，顶芯(4)前端设置固定压电陶瓷片(2)的定位凹槽；顶芯(4)后端设有定位同轴线缆(5)的定线线孔。