本發(fā)明屬于超聲波探頭技術領域，具體涉及工控超聲波探頭及提高工控超聲波探頭的方法。

背景技術：

隨著機器人行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對工控超聲波探頭的需求量越來越大，對探頭的靈敏度要求也越來越高，而現(xiàn)有的超聲波探頭的靈敏度不高，且目前提高超聲波靈敏度的方法主要是：①從超聲波探頭材料入手，降低探頭的聲衰；②調整超聲波探頭的頻率；③超聲波探頭與電路間的匹配等，使用這些方法調整后超聲波探頭的靈敏度能夠得到一定的提升，但是其靈敏度依然不能滿足其在機器人行業(yè)應用的要求，因此，如何提升超聲波探頭靈敏度的問題亟待被解決。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述缺陷，提供工控超聲波探頭及提高工控超聲波探頭的方法，工控超聲波探頭的靈敏度大幅提升。

本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案如下：

壓電陶瓷片，由多個單層陶瓷片上下疊加構成，單層陶瓷片正面一角處設有一向下的正面凹槽，正面凹槽兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的正側凹槽，正凹槽、正側凹槽將該角分割為單層陶瓷片的第一電極區(qū)，第一電極區(qū)向上的正面為第一正電極面，第一電極區(qū)向下的背面為第三正電極面，第一電極區(qū)的一側面為第二正電極面，第一正電極面、第二正電極面、第三正電極面相互導通，

單層陶瓷片背面一角處設有一向下的背面凹槽，背面凹槽兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的背側凹槽，背凹槽、背側凹槽將該角分割為單層陶瓷片的第二電極區(qū)，第一電極區(qū)、第二電極區(qū)互為對角，第二電極區(qū)向下的正面為第一負電極面，第二電極區(qū)向上的背面為第三負電極面，第二電極區(qū)的一側面為第二負電極面，第一負電極面、第二負電極面、第三負電極面相互導通，

正凹槽與第三負電極面之間所對應的單層陶瓷片的正面為第二電極區(qū)的第四負電極面，第四負電極面與第一負電極面、第二負電極面、第三負電極面相互導通，背凹槽與第三正電極面之間所對應的單層陶瓷片的背面為第四正電極面，第四正電極面與第一正電極面、第二正電極面、第三正電極面相互導通，且第四正電極面、第四負電極面均設有絕緣涂層，多個單層陶瓷片疊加時其各電極面對應導通。

進一步的，所述的單層陶瓷片至少為兩個。

進一步的，多個單層陶瓷片的第二正電極面為第一電極區(qū)的同一側面，多個單層陶瓷片的第二負電極面為第二電極區(qū)的同一側面。

使用上述壓電陶瓷片的工控高頻超聲波探頭，還包括匹配層、金屬外殼、正極pin針、負極pin針、pcb板，所述的金屬外殼底端與匹配層膠合，所述的壓電陶瓷片膠合在金屬外殼內(nèi)部對應的匹配層上，金屬外殼上端內(nèi)側為臺階結構，pcb板膠合在金屬外殼的臺階結構處，壓電陶瓷片正極通過正極線與pcb板正極連接，壓電陶瓷片負極通過負極線與pcb板負極連接，正極pin針與pcb板正極鉚接，負極pin針與pcb板負極鉚接，金屬外殼頂端以硅膠封口。

多個單層陶瓷片上下層疊構成的壓電陶瓷片，其厚度大，能夠提高工控高頻超聲波探頭的靈敏度，提高探測效果，并且其上下層疊，各單層陶瓷片間為并聯(lián)關系，滿足匹配電路的電路要求。

提高工控高頻超聲波探頭的方法，工控高頻超聲波探頭中的壓電陶瓷片由多個單層陶瓷片上下疊加構成，多個單層陶瓷片為并聯(lián)關系。

本發(fā)明的有益效果是：采用上述方案，壓電陶瓷片由多個單層陶瓷片上下疊加構成，多個單層陶瓷片間為并聯(lián)關系，既增加了壓電陶瓷片的厚度，促使使用該壓電陶瓷片的工控高頻超聲波探頭的靈敏度大幅提高，而且并聯(lián)關系還使電容與電路匹配，滿足使用要求，該種調整方法調整可靠，不僅大幅提高靈敏度，還不影響其使用要求，無不良影響，更為的可靠。

附圖說明

通過下面結合附圖的詳細描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。

圖1為本發(fā)明單層陶瓷片三種放置狀態(tài)的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明單層陶瓷片疊放狀態(tài)示意圖。

圖3為本發(fā)明單層陶瓷片疊放后的狀態(tài)示意圖。

圖4為本發(fā)明壓電陶瓷片的截面示意圖。

圖5為本發(fā)明工控高頻超聲波探頭的靈敏度測試圖。

其中：1為單層陶瓷片，1.1為正面凹槽，1.2為正側凹槽，1.3為背面凹槽，1.4為背側凹槽，1.11為第一正電極面，1.12為第二正電極面，1.13為第三正電極面，1.14為第四正電極面，1.21為第一負電極面，1.22為第二負電極面，1.23為第三負電極面，1.24為第四負電極面，2為匹配層，3為金屬外殼，4為正極pin針，5為負極pin針，6為pcb板，7為壓電陶瓷片，8為正極線，9為負極線，10為硅膠。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1：壓電陶瓷片，參照圖1至圖3所示，由兩個單層陶瓷片1上下疊加構成，單層陶瓷片1的正面一角處設有一向下的正面凹槽1.1，正面凹槽1.1兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的正側凹槽1.2，正凹槽1.1、正側凹槽1.2的內(nèi)凹深度一致，且寬度一致，正凹槽1.1、正側凹槽1.2將該角分割為單層陶瓷片1的第一電極區(qū)，第一電極區(qū)向上的正面為第一正電極面1.11，第一電極區(qū)向下的背面為第三正電極面1.13，第一電極區(qū)的左側面為第二正電極面1.12，第一正電極面1.11、第二正電極面1.12、第三正電極面1.13相互導通，電極面區(qū)域設置導電電極，即設置銀層，以使成為導電的電極面，使各電極面相互導通，單層陶瓷片1的背面一角處設有一向下的背面凹槽1.3，背面凹槽1.3兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的背側凹槽1.4，背凹槽1.3、背側凹槽1.4的內(nèi)凹深度、寬度相同，背凹槽1.3、背側凹槽1.4將該角分割為單層陶瓷片1的第二電極區(qū)，第一電極區(qū)、第二電極區(qū)相對，互為對角，第二電極區(qū)向下的正面為第一負電極面1.21，第二電極區(qū)向上的背面為第三負電極面1.23，第二電極區(qū)的一側面為第二負電極面1.22，第一負電極面1.21、第二負電極面1.22、第三負電極面1.23相互導通，正凹槽1.1與第三負電極面1.23之間所對應的單層陶瓷片1的正面為第二電極區(qū)的第四負電極面1.14，第四負電極面1.14與第一負電極面1.11、第二負電極面1.12、第三負電極面1.13相互導通，背凹槽1.3與第三正電極面1.13之間所對應的單層陶瓷片1的背面為第四正電極面1.24，第四正電極面1.24與第一正電極面1.21、第二正電極面1.22、第三正電極面1.23相互導通，且第四正電極面1.14、第四負電極面1.24均設有絕緣涂層，兩個單層陶瓷片1疊加時上邊一個單層陶瓷片1的第三正電極面1.13與下邊單層陶瓷片1的第一正電極面1.11相對接觸，兩個單層陶瓷片1的第二正電極面1.12上下相對相鄰，即兩個單層陶瓷片1的第二正電極面1.12處于第一電極區(qū)的統(tǒng)一側面，同理，兩個單層陶瓷片1的第二電極區(qū)的電極面對應，兩個單層陶瓷片1各電極區(qū)的各電極面相互導通，第一電極區(qū)為壓電陶瓷片的正極，第二電極區(qū)為壓電陶瓷片的負極，兩個單層陶瓷片1疊加時電極對應導通，使兩個單層陶瓷片1為并聯(lián)關系。

使用上述壓電陶瓷片的工控高頻超聲波探頭，還包括匹配層2、金屬外殼3、正極pin針4、負極pin針5、pcb板6，金屬外殼3的底端與匹配層2膠合形成一中空且上端開發(fā)的腔體，由四個單層陶瓷片1疊加構成的壓電陶瓷片4膠合在金屬外殼3內(nèi)部對應的匹配層2上，壓電陶瓷片4的軸心與金屬外殼3同軸心，金屬外殼3的上端內(nèi)側為臺階結構，pcb板6膠合在金屬外殼的臺階結構臺階面處，pcb板6與金屬外殼3同軸心，壓電陶瓷片7的正極通過正極線8與pcb板6的正極連接，壓電陶瓷片7的負極通過負極線9與pcb板6的負極連接，正極pin針4的一端與pcb板6正極鉚接，負極pin針5的一端與pcb板6負極鉚接，正極pin針4、負極pin針5的另一端向金屬外殼3外部延伸，pcb板6外側對應的金屬外殼3頂端以硅膠10封口，本工控高頻超聲波探頭采用了兩個疊加結構的壓電陶瓷片7，壓電陶瓷片7的厚度較厚，構成壓電陶瓷片7的兩個單層陶瓷片1的連接關系為并聯(lián)，從而保證了電路所匹配要求的電容，壓電陶瓷片7的厚度大，靈敏度高。

提高工控高頻超聲波探頭的方法，工控高頻超聲波探頭中的壓電陶瓷片由多個單層陶瓷片上下疊加構成，多個單層陶瓷片為并聯(lián)關系。工控超聲波探頭的靈敏度有個經(jīng)驗規(guī)律：壓電陶瓷片越厚，靈敏度越高，因此，要提高工控高頻超聲波探頭的靈敏度須增加壓電陶瓷片的厚度，本提高方法使用由多個單層陶瓷片上下疊加構成的壓電陶瓷片，增加了壓電陶瓷片的厚度，提高了超聲波探頭的靈敏度，滿足于機器人上的應用需求。由于電容值與壓電陶瓷片的厚度成反比：c＝ε×s/d，ε—介質的介電系數(shù)(f/m)，s—電極面積(m2)，d—介質厚度(m)，壓電陶瓷片的電容需要與電路對應匹配，在根據(jù)電路匹配需求須保證電容不變的前提下，采用多層構造的壓電陶瓷片，每層單層陶瓷片采用并聯(lián)的方式，這樣壓電陶瓷片的總電容等于每層單層陶瓷片的電容和，電容器并聯(lián)公式：c總＝c1+c2+……+cn，如此，即滿足匹配電路的要求。通過此種方法，參照圖3所示，可以提高工控高頻超聲波探頭的靈敏度30％以上，不僅大幅提高靈敏度，還不影響其使用要求，無不良影響，更為的可靠。

實施例2：壓電陶瓷片，參照圖1至圖3所示，由四個單層陶瓷片1上下疊加構成，單層陶瓷片1的正面一角處設有一向下的正面凹槽1.1，正面凹槽1.1兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的正側凹槽1.2，正凹槽1.1、正側凹槽1.2的內(nèi)凹深度一致，且寬度一致，正凹槽1.1、正側凹槽1.2將該角分割為單層陶瓷片1的第一電極區(qū)，第一電極區(qū)向上的正面為第一正電極面1.11，第一電極區(qū)向下的背面為第三正電極面1.13，第一電極區(qū)的左側面為第二正電極面1.12，第一正電極面1.11、第二正電極面1.12、第三正電極面1.13相互導通，單層陶瓷片1的背面一角處設有一向下的背面凹槽1.3，背面凹槽1.3兩端向該角的兩側面延伸并在該角兩側面形成內(nèi)凹的背側凹槽1.4，背凹槽1.3、背側凹槽1.4的內(nèi)凹深度、寬度相同，背凹槽1.3、背側凹槽1.4將該角分割為單層陶瓷片1的第二電極區(qū)，第一電極區(qū)、第二電極區(qū)相對，互為對角，且正面凹槽1.1、背面凹槽1.3相互平行，正面凹槽1.1、背面凹槽1.3的內(nèi)凹深度、寬度相同，第二電極區(qū)向下的正面為第一負電極面1.21，第二電極區(qū)向上的背面為第三負電極面1.23，第二電極區(qū)的一側面為第二負電極面1.22，第一負電極面1.21、第二負電極面1.22、第三負電極面1.23相互導通，正凹槽1.1與第三負電極面1.23之間所對應的單層陶瓷片1的正面為第二電極區(qū)的第四負電極面1.14，第四負電極面1.14與第一負電極面1.11、第二負電極面1.12、第三負電極面1.13相互導通，背凹槽1.3與第三正電極面1.13之間所對應的單層陶瓷片1的背面為第四正電極面1.24，第四正電極面1.24與第一正電極面1.21、第二正電極面1.22、第三正電極面1.23相互導通，且第四正電極面1.14、第四負電極面1.24均設有絕緣涂層，四個單層陶瓷片1疊加時上邊一個單層陶瓷片1的第三正電極面1.13與下邊單層陶瓷片1的第一正電極面1.11相對接觸，四個單層陶瓷片1的第二正電極面1.12上下相對相鄰，即四個單層陶瓷片1的第二正電極面1.12處于第一電極區(qū)的統(tǒng)一側面，同理，四個單層陶瓷片1的第二電極區(qū)的電極面對應，四個單層陶瓷片1各電極區(qū)的各電極面相互導通，第一電極區(qū)為壓電陶瓷片的正極，第二電極區(qū)為壓電陶瓷片的負極，四個單層陶瓷片1疊加時電極對應導通，使四個單層陶瓷片1為并聯(lián)關系。

使用上述壓電陶瓷片的工控高頻超聲波探頭，還包括匹配層2、金屬外殼3、正極pin針4、負極pin針5、pcb板6，金屬外殼3的底端與匹配層2膠合形成一中空且上端開發(fā)的腔體，由四個單層陶瓷片1疊加構成的壓電陶瓷片4膠合在金屬外殼3內(nèi)部對應的匹配層2上，壓電陶瓷片4的軸心與金屬外殼3同軸心，金屬外殼3的上端內(nèi)側為臺階結構，pcb板6膠合在金屬外殼的臺階結構臺階面處，pcb板6與金屬外殼3同軸心，壓電陶瓷片7的正極通過正極線8與pcb板6的正極連接，壓電陶瓷片7的負極通過負極線9與pcb板6的負極連接，正極pin針4的一端與pcb板6正極鉚接，負極pin針5的一端與pcb板6負極鉚接，正極pin針4、負極pin針5的另一端向金屬外殼3外部延伸，pcb板6外側對應的金屬外殼3頂端以硅膠10封口，本工控高頻超聲波探頭采用了四個疊加結構的壓電陶瓷片7，壓電陶瓷片7的厚度較厚，構成壓電陶瓷片7的四個單層陶瓷片1的連接關系為并聯(lián)，從而保證了電路所匹配要求的電容，壓電陶瓷片7的厚度大，靈敏度高。

提高工控高頻超聲波探頭的方法，選用厚度大、由多個單層陶瓷片上下疊加構成的壓電陶瓷片，各單層陶瓷片疊加時其電極區(qū)對應一致，電極區(qū)的電極面對應導通，使多個單層陶瓷片間為并聯(lián)關系。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。