KR20210110977A - Ultrasonic sensor for near field measurement - Google Patents

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KR20210110977A
KR20210110977A KR1020200025913A KR20200025913A KR20210110977A KR 20210110977 A KR20210110977 A KR 20210110977A KR 1020200025913 A KR1020200025913 A KR 1020200025913A KR 20200025913 A KR20200025913 A KR 20200025913A KR 20210110977 A KR20210110977 A KR 20210110977A
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KR1020200025913A
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김진오
안병호
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an ultrasonic sensor for near-field measurement including: a cylindrical first housing including a side surface and a first elastic disk forming an upper surface; a buffer portion surrounding the side surface of the first housing; and a hollow ring-shaped second housing surrounding the outer peripheral surface of the buffer portion and including a second elastic disk, which is an upper surface. An ultrasonic transmitting unit or an ultrasonic receiving unit is provided on the upper surface inside the first housing. The other of the ultrasonic transmitting unit and the ultrasonic receiving unit is formed in a ring shape on the upper surface inside the second housing. According to the present invention, an ultrasonic sensor structure in which transmitting and receiving units are separated is provided, and yet the centers of ultrasonic sensors for transmission and reception match. As a result, the accuracy of distance measurement can be improved.

Description

근거리 측정용 초음파 센서{Ultrasonic sensor for near field measurement}Ultrasonic sensor for near field measurement

본 발명은 근거리 측정용 초음파 센서에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 송수신부 분리 타입의 근거리 측정용 초음파 센서에 대한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic sensor for short-distance measurement, and more particularly, to an ultrasonic sensor for short-distance measurement of an ultrasonic transceiver separation type.

통상적인 송·수신 겸용 초음파 센서(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 즉, 초음파 송수신부(13)와 해당 초음파 송수신부가 부착되는 하우징(11)으로 구분된다. 하우징(11)은 원통형상으로 형성되며, 상단 내면에는 초음파 송수신부(13)가 고정된다. 초음파 송수신부(13)는 압전 원판으로서 기능하며 압전 원판에 교류 전압을 가하면 역 압전 효과에 의해 압전 원판이 진동하고, 압전 원판에 의해 탄성 원판, 즉 하우징(11)의 상판이 진동하여 초음파가 발생된다. 발생된 초음파는 전파하다가 물체에서 반사되어 되돌아와서 초음파 송수신부(13)에서 다시 수신된다. A typical ultrasonic sensor 10 for transmitting and receiving is configured as shown in FIG. 1 . That is, it is divided into the ultrasonic transceiver 13 and the housing 11 to which the ultrasonic transceiver is attached. The housing 11 is formed in a cylindrical shape, and the ultrasonic transceiver 13 is fixed to the upper inner surface. The ultrasonic transceiver 13 functions as a piezoelectric disk, and when an alternating voltage is applied to the piezoelectric disk, the piezoelectric disk vibrates due to a reverse piezoelectric effect, and the elastic disk, that is, the upper plate of the housing 11 vibrates by the piezoelectric disk, thereby generating ultrasonic waves. do. The generated ultrasonic wave is reflected from the object while propagating, and is received again by the ultrasonic transceiver 13 .

이러한 초음파 송수신부에서의 송·수신 신호의 일 예를 도 2에 도시하였다. 송신 신호 이후에는 여진 신호가 이어지는데 이는 탄성 원판의 잔류 진동 때문이다. 여진 신호가 소멸하기 전에 수신 신호가 나타나면 초음파 전파 시간을 측정할 수 없으므로 거리 측정의 탐지 거리가 제한된다. 근거리 측정용 초음파 센서의 최소 탐지 거리를 감축시키기 위한 것으로서 도 3에 도시된 바와 같이 센서의 송신부와 수신부를 분리하는 방안이 있다. 그러나 이 경우에는 송신용 초음파 센서와 수신용 초음파 센서의 중심이 어긋나서 측정된 거리가 부정확하게 되며 특히 근거리 측정용 센서의 경우에는 이러한 문제점이 더욱 대두된다.An example of a transmission/reception signal in such an ultrasonic transceiver is shown in FIG. 2 . The excitation signal follows the transmission signal, which is due to the residual vibration of the elastic disk. If the received signal appears before the excitation signal dissipates, the ultrasonic propagation time cannot be measured, so the detection distance of distance measurement is limited. In order to reduce the minimum detection distance of the ultrasonic sensor for short-distance measurement, there is a method of separating the transmitter and the receiver of the sensor as shown in FIG. 3 . However, in this case, the center of the ultrasonic sensor for transmission and the ultrasonic sensor for reception are misaligned, so that the measured distance is inaccurate.

본 발명은 최소 탐지거리 단축을 위해 송·수신부가 분리된 구조를 구비하는 근거리 측정용 초음파 센서 구조를 제공한다.The present invention provides an ultrasonic sensor structure for short-distance measurement having a structure in which a transmitter and a receiver are separated in order to shorten the minimum detection distance.

또한 본 발명은 송수신부가 분리되면서도 센서의 중심축이 어긋나지 않는 구조를 구비하는 초음파 센서 구조를 제공한다.In addition, the present invention provides an ultrasonic sensor structure having a structure in which the central axis of the sensor is not shifted while the transceiver is separated.

본 발명에 따른 근거리 측정용 초음파 센서는 상부면을 형성하는 제1 탄성원판과 옆면을 포함하는 원통형의 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 옆면을 둘러싸는 완충부; 및 상기 완충부의 외주면을 둘러싸는 중공의 링 형상으로 형성되고, 상부면인 제2 탄성원판을 포함하는 제2 하우징;을 포함하고,An ultrasonic sensor for short-distance measurement according to the present invention includes: a first cylindrical housing including a first elastic disk and a side surface forming an upper surface; a buffer portion surrounding the side surface of the first housing; and a second housing formed in a hollow ring shape surrounding the outer circumferential surface of the buffer unit and including a second elastic disc that is an upper surface thereof;

상기 제1 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부와 초음파 수신부 중 어느 하나가 구비되고, 상기 제2 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부와 초음파 수신부 중 나머지 하나가 링 형상으로 형성된다.Any one of an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver is provided on the inner upper surface of the first housing, and the other one of the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver is formed in a ring shape on the inner upper surface of the second housing.

또한 상기 제2 하우징의 내측 상면에는 초음파 수신부가 구비되고, 상기 제1 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부가 구비될 수 있다.In addition, an ultrasonic receiver may be provided on an inner upper surface of the second housing, and an ultrasonic transmitter may be provided on an inner upper surface of the first housing.

또한 상기 초음파 송신부의 중심과 상기 초음파 수신부의 중심은 일치하도록 구비될 수 있다.In addition, the center of the ultrasonic transmitter and the center of the ultrasonic receiver may be provided to coincide with each other.

또한 상기 제2 탄성원판은 중심부를 향하여 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.In addition, the second elastic disk may be formed in a curved surface concave toward the center.

또한 상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판은 일정한 초점거리를 갖는 반구형으로 형성될 수 있다.In addition, the first elastic disk and the second elastic disk may be formed in a hemispherical shape having a constant focal length.

또한 종단면을 기준으로 상기 초음파 송신부와 상기 초음파 수신부는 상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판이 형성하는 곡률과 같은 곡률을 갖는 가상의 선상에 위치할 수 있다.In addition, the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver may be positioned on a virtual line having the same curvature as the curvature formed by the first elastic disk and the second elastic disk based on the longitudinal cross-section.

또한 상기 제2 탄성원판은 상기 제1 탄성원판의 높이에 비하여 큰 높이를 갖도록 형성될 수 있다.In addition, the second elastic disk may be formed to have a greater height than that of the first elastic disk.

또한 상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판의 고유진동수는 같도록 형성될 수 있다.In addition, the natural frequency of the first elastic disk and the second elastic disk may be formed to be the same.

또한 상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판은, b가 제1 탄성 원판의 반지름, λn은 탄성 원판의 고유값, De는 탄성 원판의 굽힘 강성, ρe는 탄성 원판의 단위질량당 밀도라 하고, a는 탄성 환판의 외부 반지름, λm은 탄성 환판의 고유값, Dr는 탄성 환판의 굽힘 강성, ρr는 탄성 환판의 단위질량당 밀도라 가정할 때 하기와 같은 식 1을 만족할 수 있다.In addition, the first elastic disk and the second elastic disk, b is the radius of the first elastic disk, λ n is the eigenvalue of the elastic disk, D e is the bending stiffness of the elastic disk, ρ e is per unit mass of the elastic disk Assuming that a is the outer radius of the elastic ring plate, λ m is the eigenvalue of the elastic ring plate, D r is the bending stiffness of the elastic ring plate, and ρ r is the density per unit mass of the elastic ring plate, Equation 1 below can be satisfied

식 1:

Figure pat00001
Equation 1:
Figure pat00001

또한 상기 완충부는 에폭시 재질로 형성될 수 있다.In addition, the buffer part may be formed of an epoxy material.

본 발명에 따르면 송수신부가 분리된 초음파 센서 구조를 구비하면서도 송신용 초음파 센서와 수신용 초음파 센서의 중심이 일치하도록 하여 거리 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, although the ultrasonic sensor structure in which the transceiver is separated is provided, the center of the ultrasonic sensor for transmission and the center of the ultrasonic sensor for reception coincide with each other, thereby improving the accuracy of distance measurement.

도 1은 일반적인 초음파 센서의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 초음파 센서에 의한 초음파 송수신 상태를 나타내는 그래프이다.
도 3은 초음파 송신부와 초음파 수신부가 분리된 구조를 구비하는 초음파 센서의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 각각 일 실시예에 따른 초음파 센서를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 각각 다른 실시예에 따른 초음파 센서를 나타내는 단면도이다.1 is a schematic diagram showing the structure of a general ultrasonic sensor.
FIG. 2 is a graph illustrating an ultrasonic transmission/reception state by the ultrasonic sensor of FIG. 1 .
3 is a block diagram illustrating a structure of an ultrasonic sensor having a structure in which an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver are separated.
4 and 5 are a perspective view and a cross-sectional view of an ultrasonic sensor according to an exemplary embodiment, respectively.
6 to 8 are cross-sectional views illustrating ultrasonic sensors according to other exemplary embodiments.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Unless there is a specific definition or reference, the terms indicating the direction used in this description are based on the state indicated in the drawings. Also, the same reference numerals refer to the same members throughout each embodiment. On the other hand, each component shown in the drawings may have an exaggerated thickness or dimension for convenience of description, and does not mean that it should actually be configured in a ratio between the corresponding dimensions or components.

도 4 및 도 5를 참조하여 일 실시예에 따른 초음파 센서를 설명한다. 도 4 및 도 5는 각각 일 실시예에 따른 초음파 센서를 나타내는 사시도 및 단면도이다.An ultrasonic sensor according to an exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 . 4 and 5 are a perspective view and a cross-sectional view of an ultrasonic sensor according to an exemplary embodiment, respectively.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 근거치 측정용 초음파 센서(100)는 전체적으로 원통형으로 형성되며, 내측으로부터 제1 하우징(110), 완충부(120) 및 제2 하우징(130)을 포함한다.As shown in FIG. 4 , the ultrasonic sensor 100 for measuring a near-field according to this embodiment is formed in a cylindrical shape as a whole, and includes a first housing 110 , a buffer unit 120 and a second housing 130 from the inside. include

제1 하우징은 중공의 원통형으로 형성되며, 상부면은 초음파 송신부(113)의 진동에 의하여 진동하여 초음파를 발진하는 제1 탄성원판으로서 작동한다. 제1 탄성원판의 하부, 즉 제1 하우징(110)의 내측 상면에는 초음파 송신부(113)가 부착되며, 초음파 송신부(113)의 상하에는 전극(115, 117)이 구비된다.The first housing is formed in a hollow cylindrical shape, and the upper surface is vibrated by the vibration of the ultrasonic transmitter 113 to operate as a first elastic disk oscillating ultrasonic waves. An ultrasonic transmitter 113 is attached to a lower portion of the first elastic disk, that is, an inner upper surface of the first housing 110 , and electrodes 115 and 117 are provided on the upper and lower portions of the ultrasonic transmitter 113 .

완충부(120)는 제1 하우징(110)의 옆면을 둘러싸도록 구비된다. 완충부(120)는 에폭시와 같은 탄성의 재질로 형성되며, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(130) 사이에 구비되어 양측으로부터 발생하는 진동이 타측으로 전달되지 않도록 완충하는 역학을 한다.The buffer unit 120 is provided to surround the side surface of the first housing 110 . The buffer unit 120 is formed of an elastic material such as epoxy, and is provided between the first housing 110 and the second housing 130 to buffer the vibrations generated from both sides from being transmitted to the other side.

제2 하우징(130)은 완충부(120)의 외주면을 둘러싸는 중공의 링 형상으로 형성된다. 제2 하우징(130)의 상부면은 초음파 수신부(130)와 부착되어 제2 탄성원판으로 기능한다. 즉 외부로부터 초음파가 수신되는 경우 제2 탄성원판이 진동하고, 이는 초음파 수신부(130)로 전달되어 전기신호를 발생시킨다.The second housing 130 is formed in a hollow ring shape surrounding the outer circumferential surface of the buffer unit 120 . The upper surface of the second housing 130 is attached to the ultrasonic receiver 130 and functions as a second elastic disk. That is, when an ultrasonic wave is received from the outside, the second elastic disk vibrates, which is transmitted to the ultrasonic receiver 130 to generate an electric signal.

한편, 본 실시예에서 초음파 송신부는 내측에 초음파 수신부는 외측에 구비되는 것으로 하였으나, 이에 한정되지는 않으며 반대로 초음파 송신부가 외측에 초음파 수신부가 내측에 구비되도록 하는 것이 가능하다. 다만, 방사되는 초음파의 특성 상 수신 신호의 강도를 향상시키기 위하여 외측에 초음파 수신부를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 원판 형상인 초음파 송신부(113)의 중심과 링 형상인 초음파 수신부(133)의 중심은 일치하도록 구비되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the present embodiment, it is assumed that the ultrasonic transmitter is provided on the inside and the ultrasonic receiver is provided on the outside, but the present invention is not limited thereto. However, it may be preferable to provide an ultrasonic receiver on the outside in order to improve the strength of the received signal due to the characteristics of the emitted ultrasonic waves. In addition, it is preferable that the center of the disk-shaped ultrasonic transmitter 113 and the ring-shaped ultrasonic receiver 133 coincide with each other.

또한 제1 하우징(110)의 상면, 즉 제1 탄성원판과 제2 하우징(130)의 상면, 즉 제2 탄성원판의 고유진동수는 같도록 형성될 수 있다. 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판은, b가 제1 탄성 원판의 반지름, λn은 탄성 원판의 고유값, De는 탄성 원판의 굽힘 강성, ρe는 탄성 원판의 단위질량당 밀도라 하고, a는 탄성 환판의 외부 반지름, λm은 탄성 환판의 고유값, Dr는 탄성 환판의 굽힘 강성, ρr는 탄성 환판의 단위질량당 밀도라 가정할 때 하기와 같은 식 1을 만족하도록 한다.In addition, the upper surface of the first housing 110, that is, the first elastic disk and the upper surface of the second housing 130, that is, the natural frequency of the second elastic disk may be formed to be the same. The first elastic disk and the second elastic disk, b is the radius of the first elastic disk, λ n is the eigenvalue of the elastic disk, D e is the bending stiffness of the elastic disk, ρ e is the density per unit mass of the elastic disk and a is the outer radius of the elastic ring plate, λ m is the eigenvalue of the elastic ring plate, D r is the bending stiffness of the elastic ring plate, and ρ r is the density per unit mass of the elastic ring plate. do.

식 1:

Figure pat00002
Equation 1:
Figure pat00002

탄성 원판과 환판의 고유진동수를 같게 설계할 수 있는 근거는 다음과 같다.The rationale for designing the same natural frequency of the elastic disk and round plate is as follows.

탄성 원판의 고유진동수 :

Figure pat00003
Natural frequency of elastic disk:
Figure pat00003

여기서

Figure pat00004
는 탄성 원판의 반지름,
Figure pat00005
은 탄성 원판의 고유값,
Figure pat00006
는 탄성 원판의 굽힘 강성,
Figure pat00007
는 탄성 원판의 단위질량당 밀도이다.here
Figure pat00004
is the radius of the elastic disk,
Figure pat00005
is the eigenvalue of the elastic disk,
Figure pat00006
is the bending stiffness of the elastic disk,
Figure pat00007
is the density per unit mass of the elastic disk.

탄성 환판의 고유진동수 :

Figure pat00008
Natural frequency of elastic round plate:
Figure pat00008

여기서

Figure pat00009
는 탄성 환판의 외부 반지름,
Figure pat00010
은 탄성 환판의 고유값,
Figure pat00011
는 탄성 환판의 굽힘 강성,
Figure pat00012
는 탄성 환판의 단위질량당 밀도이다.here
Figure pat00009
is the outer radius of the elastic ring plate,
Figure pat00010
is the eigenvalue of the elastic ring plate,
Figure pat00011
is the bending stiffness of the elastic round plate,
Figure pat00012
is the density per unit mass of the elastic ring plate.

도 6 내지 도 8을 참조하여 다른 실시예에 따른 초음파 센서를 설명한다. 도 6 내지 도 8은 각각 다른 실시예에 따른 초음파 센서를 나타내는 단면도이다.An ultrasonic sensor according to another exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8 . 6 to 8 are cross-sectional views illustrating ultrasonic sensors according to other exemplary embodiments.

도 6을 참조하여 설명하면, 제1 하우징(110a)의 상부면과 제2 하우징(130a)의 상부면은 하나의 파라볼라 안테나와 같이 상부 중심을 향하여 오목한 형상을 갖는 곡면 또는 반구형으로 형성될 수 있다. 또한 제1 하우징(110a)의 상부면은 평면으로 형성하고, 제2 하우징(130a)의 상부면만 도 6과 같은 오목한 곡면으로 형성하는 것도 가능하다.Referring to FIG. 6 , the upper surface of the first housing 110a and the upper surface of the second housing 130a may be formed in a curved or hemispherical shape having a concave shape toward the upper center, like a single parabolic antenna. . In addition, the upper surface of the first housing 110a may be formed as a flat surface, and only the upper surface of the second housing 130a may be formed as a concave curved surface as shown in FIG. 6 .

이에 더하여 도 7에 도시된 바와 같이 제1 하우징(110b)의 상부면과 제2 하우징(130b)의 상부면의 두께를 일정하게 형성하고, 종단면 상에서 초음파 송신부(113)와 초음파 수신부(133)가 제1 하우징(110b)의 상부면과 제2 하우징(130b)이 형성하는 곡면의 곡률과 같은 가상의 곡선(VL1) 상에 위치하도록 형성하는 것도 가능하다.In addition to this, as shown in FIG. 7 , the thickness of the upper surface of the first housing 110b and the upper surface of the second housing 130b is uniformly formed, and the ultrasonic transmitter 113 and the ultrasonic receiver 133 are formed on the longitudinal cross-section. It is also possible to form the upper surface of the first housing 110b and the second housing 130b to be positioned on the same virtual curve VL1 as the curvature of the curved surface.

이와 같은 도 6과 도 7의 실시예에서는 초음파의 송신 및 수신이 일정한 초점을 향하여 이루어 질 수 있도록 함으로써 근거리 초음파 센서에 의한 거리 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.In the embodiment of FIGS. 6 and 7 as described above, there is an effect that the distance measurement by the near-field ultrasonic sensor can be more accurately performed by allowing the transmission and reception of ultrasonic waves to be directed toward a certain focus.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 하우징(130a)의 상부면의 높이를 제1 하우징(110c)의 상부면의 높이에 비하여 높게 형성하는 것도 가능하다. 이 경우 초음파 송신부를 외측에 구비하고, 초음파 수신부를 내측에 구비하여 이용하는 것도 가능하다.Meanwhile, as shown in FIG. 8 , it is also possible to form a height of the upper surface of the second housing 130a higher than that of the upper surface of the first housing 110c. In this case, it is also possible to use the ultrasonic transmitter provided on the outside and the ultrasonic receiver on the inner side.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the technical spirit of the present invention is not limited to the above-described preferred embodiment, and can be implemented in various ways without departing from the technical spirit of the present invention embodied in the claims. have.

100: 초음파 센서
110: 제1 하우징
113: 초음파 송신부
120: 완충부
130: 제2 하우징
133: 초음파 수신부100: ultrasonic sensor
110: first housing
113: ultrasonic transmitter
120: buffer
130: second housing
133: ultrasonic receiver

Claims (10)

상부면을 형성하는 제1 탄성원판과 옆면을 포함하는 원통형의 제1 하우징;
상기 제1 하우징의 옆면을 둘러싸는 완충부; 및
상기 완충부의 외주면을 둘러싸는 중공의 링 형상으로 형성되고, 상부면인 제2 탄성원판을 포함하는 제2 하우징;을 포함하고,
상기 제1 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부와 초음파 수신부 중 어느 하나가 구비되고,
상기 제2 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부와 초음파 수신부 중 나머지 하나가 링 형상으로 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.a first cylindrical housing including a first elastic disk forming an upper surface and a side surface;
a buffer portion surrounding the side surface of the first housing; and
A second housing formed in a hollow ring shape surrounding the outer circumferential surface of the buffer part, and including a second elastic disk as an upper surface;
Any one of an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver is provided on the inner upper surface of the first housing,
An ultrasonic sensor for short-distance measurement in which the other one of an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver is formed in a ring shape on an inner upper surface of the second housing. 제1항에 있어서,
상기 제2 하우징의 내측 상면에는 초음파 수신부가 구비되고,
상기 제1 하우징의 내측 상면에는 초음파 송신부가 구비되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
An ultrasonic receiver is provided on the inner upper surface of the second housing,
An ultrasonic sensor for short-distance measurement provided with an ultrasonic transmitter on an inner upper surface of the first housing. 제1항에 있어서,
상기 초음파 송신부의 중심과 상기 초음파 수신부의 중심은 일치하도록 구비되는 근거치 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
An ultrasonic sensor for measuring a near distance, wherein a center of the ultrasonic transmitter and a center of the ultrasonic receiver coincide with each other. 제1항에 있어서,
상기 제2 탄성원판은 중심부를 향하여 오목한 곡면으로 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
The second elastic disk is an ultrasonic sensor for short-distance measurement that is formed in a curved surface concave toward the center. 제1항에 있어서,
상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판은 일정한 초점거리를 갖는 반구형으로 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
The first elastic disk and the second elastic disk are formed in a hemispherical shape having a constant focal length ultrasonic sensor for short-distance measurement. 제5항에 있어서,
종단면을 기준으로 상기 초음파 송신부와 상기 초음파 수신부는 상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판이 형성하는 곡률과 같은 곡률을 갖는 가상의 선상에 위치하는 근거리 측정용 초음파 센서.6. The method of claim 5,
An ultrasonic sensor for short-distance measurement located on a virtual line having the same curvature as the curvature formed by the first elastic disk and the second elastic disk formed by the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver based on the longitudinal section. 제1항에 있어서,
상기 제2 탄성원판은 상기 제1 탄성원판의 높이에 비하여 큰 높이를 갖도록 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
The second elastic disk is an ultrasonic sensor for short-distance measurement that is formed to have a greater height than that of the first elastic disk. 제1항에 있어서,
상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판의 고유진동수는 같도록 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
The ultrasonic sensor for short-distance measurement is formed such that the natural frequencies of the first elastic disk and the second elastic disk are the same. 제8항에 있어서,
상기 제1 탄성원판과 상기 제2 탄성원판은, b가 제1 탄성 원판의 반지름, λn은 탄성 원판의 고유값, De는 탄성 원판의 굽힘 강성, ρe는 탄성 원판의 단위질량당 밀도라 하고, a는 탄성 환판의 외부 반지름, λm은 탄성 환판의 고유값, Dr는 탄성 환판의 굽힘 강성, ρr는 탄성 환판의 단위질량당 밀도라 가정할 때 하기와 같은 식 1을 만족하는 근거리 측정용 초음파 센서.
식 1:
Figure pat00013
9. The method of claim 8,
The first elastic disk and the second elastic disk, b is the radius of the first elastic disk, λ n is the eigenvalue of the elastic disk, D e is the bending stiffness of the elastic disk, ρ e is the density per unit mass of the elastic disk Assuming that a is the outer radius of the elastic ring plate, λ m is the eigenvalue of the elastic ring plate, D r is the bending stiffness of the elastic ring plate, and ρ r is the density per unit mass of the elastic ring plate, Equation 1 below is satisfied. Ultrasonic sensor for short-distance measurement.
Equation 1:
Figure pat00013
 제1항에 있어서,
상기 완충부는 에폭시 재질로 형성되는 근거리 측정용 초음파 센서.According to claim 1,
The buffer unit is an ultrasonic sensor for short-distance measurement formed of an epoxy material.
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