專利名稱：高頻率超聲波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高頻率超聲波傳感器。
背景技術(shù)：
高頻超聲波傳感器用于機(jī)器人感應(yīng)，接近開關(guān)、工業(yè)高精自動(dòng)化、液位測(cè)量、物位開關(guān)、料位開關(guān)、卷徑測(cè)量等領(lǐng)域，壓電陶瓷超聲波測(cè)距都是通過給傳感器脈沖驅(qū)動(dòng)電壓，使傳感器發(fā)出超聲波，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，反射波作用于傳感器，通過計(jì)算傳感器發(fā)射與接收的的時(shí)間差與傳播速度之積，從而計(jì)算出距離，目前用于測(cè)距的主要有40KHz，48KHz, 58KHz等頻率較低傳感器，所測(cè)試精度不能滿足< 3_的更高要求，而要達(dá)到測(cè)試分辨更高，只有高頻傳感器才能滿足要求。高頻超聲波傳感器應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，高于IOOKHz的高頻率傳感器應(yīng)用在高精度工業(yè)自動(dòng)化測(cè)距、煙霧濃度探測(cè)器，液位儀等。傳統(tǒng)IOOKHz的超聲波傳感器以內(nèi)其 測(cè)試精度低于3mm，分辨率低，不能滿足高精度要求壓電陶瓷超聲波傳感器的分辨率、測(cè)試精度與頻率具有直接的關(guān)系，其工作頻率越高，測(cè)試精度越高。參照?qǐng)D1，是一種300KHz高頻率超聲波傳感器，由金屬外殼I、壓電陶瓷片2、匹配層3和PCB板4等組成，將壓電陶瓷片2與匹配層3粘接，再將匹配層3與金屬外殼I粘接，PCB板4粘接在金屬外殼I上，正極信號(hào)5線、負(fù)極信號(hào)線6連接PCB板4與壓電陶瓷片2。由于常規(guī)的300KHz高頻超聲波傳感器的負(fù)極信號(hào)線6是直接焊在壓電陶瓷片2上面的，導(dǎo)致出現(xiàn)以下問題第一、負(fù)極信號(hào)線6焊接在壓電陶瓷片2上，由于焊點(diǎn)的體積較大，并且無法保證焊接點(diǎn)處于壓電陶瓷片2的中心，因此會(huì)影響壓電陶瓷片2的局部振動(dòng)不均衡，而影響信號(hào)的發(fā)射與接收，從而導(dǎo)致傳感器靈敏度降低；第二、負(fù)極信號(hào)線6焊接在壓電陶瓷片2上，具有焊接的不可靠性；第三、由于壓電陶瓷片2與金屬外殼3之間構(gòu)成諧振腔7，負(fù)極信號(hào)線6穿過諧振腔7引出連接在PCB板上，當(dāng)傳感器工作時(shí)壓電陶瓷片2振動(dòng)，諧振腔產(chǎn)生共振，負(fù)極信號(hào)線6存在于諧振腔中會(huì)影響其共振頻率，使壓電陶瓷片2的能量衰減，導(dǎo)致靈敏度低。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種高頻率超聲波傳感器，本實(shí)用新型避免在壓電陶瓷片上形成焊接點(diǎn)，確保了傳感器的靈敏度。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼、壓電陶瓷片、匹配層、PCB板、正極信號(hào)線、負(fù)極信號(hào)線，壓電陶瓷片與匹配層粘接，匹配層與金屬外殼粘接，PCB板粘接在金屬外殼上，正極信號(hào)線的一端與PCB板連接，正極信號(hào)線的另一端與壓電陶瓷片連接，負(fù)極信號(hào)線的一端與PCB板連接，負(fù)極信號(hào)線的另一端與金屬外殼連接，在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。采用了上述方案，由于負(fù)極信號(hào)線無需與壓電陶瓷片直接進(jìn)行焊接，在壓電陶瓷片上沒有焊點(diǎn)存在，因此確保了壓電陶瓷片的振動(dòng)的均衡性，進(jìn)一步確保了壓電陶瓷片信號(hào)的發(fā)射與接收，從而使傳感器靈敏度得到保證；負(fù)極信號(hào)線與金屬外殼直接連接，無需穿過諧振腔，當(dāng)傳感器工作時(shí)壓電陶瓷片振動(dòng)，諧振腔產(chǎn)生共振，消除了負(fù)極信號(hào)線影響諧振腔與壓電陶瓷片的共振頻率，確保壓電陶瓷片的能量不會(huì)衰減，從而保證傳感器的靈敏度低。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中聞?lì)l率超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)意圖；圖2為本實(shí)用新型聞?lì)l率超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)意圖；附圖中，10為金屬外殼、20為壓電陶瓷片、30為匹配層、40為PCB板、50為正極信
號(hào)線、60為負(fù)極信號(hào)線、70為金屬絲線。
具體實(shí)施方式
參見圖2，本實(shí)用新型的高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼10、壓電陶瓷片20、匹配層30和PCB板40、正極信號(hào)線50、負(fù)極信號(hào)線60，壓電陶瓷片20與匹配層30粘接，匹配層30與金屬外殼10粘接，PCB板40粘接在金屬外殼10上。正極信號(hào)線50與PCB板40連接，負(fù)極信號(hào)線60的一端與PCB板40連接，負(fù)極信號(hào)線40的另一端與金屬外殼10連接。在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線70，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。
權(quán)利要求1. 一種高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼、壓電陶瓷片、匹配層、PCB板、正極信號(hào)線、負(fù)極信號(hào)線，壓電陶瓷片與匹配層粘接，匹配層與金屬外殼粘接，PCB板粘接在金屬外殼上，正極信號(hào)線的一端與PCB板連接，正極信號(hào)線的另一端與壓電陶瓷片連接，負(fù)極信號(hào)線的一端與PCB板連接，其特征在于，負(fù)極信號(hào)線的另一端與金屬外殼連接，在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高頻率超聲波傳感器，包括金屬外殼、壓電陶瓷片、匹配層、PCB板、正極信號(hào)線、負(fù)極信號(hào)線，壓電陶瓷片與匹配層粘接,匹配層與金屬外殼粘接，PCB板粘接在金屬外殼上，正極信號(hào)線的一端與PCB板連接，正極信號(hào)線的另一端與壓電陶瓷片連接，負(fù)極信號(hào)線的一端與PCB板連接，負(fù)極信號(hào)線的另一端與金屬外殼連接，在壓電陶瓷片與匹配層之間設(shè)有金屬絲線，該金屬絲線的至少一端與金屬外殼連接。本實(shí)用新型避免在壓電陶瓷片上形成焊接點(diǎn)，確保了傳感器的靈敏度。
文檔編號(hào)G01D5/48GK202582572SQ20122022693
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者龍陽, 鄒東平, 李紅元, 張堯, 倪雪晴 申請(qǐng)人:常州波速傳感器有限公司