超聲波傳感器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波是具有頻率高、波長短、方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點的機械波，其對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是固體中，其可穿透幾十米的深度。通過利用超聲波的特性，人們制作出了超聲波傳感器，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中。
[0003]現(xiàn)有的超聲波傳感器，通常為設(shè)一個正極端、負極端和壓電陶瓷，壓電陶瓷將正極端和負極端分隔開來，壓電陶瓷片具有正逆壓電效應(yīng)，當(dāng)給陶瓷通電后，產(chǎn)生逆壓電效應(yīng)往外發(fā)出超聲波，如果超聲波遇到障礙物時反饋超聲波并作用傳感器，此時陶瓷片將機械能轉(zhuǎn)換成電能，呈正壓電效應(yīng)。在實際應(yīng)用中，為了盡可能地防止超聲波傳感器被其它聲波干擾，常在其周圍布設(shè)吸音棉；對于超聲波傳感器設(shè)在容易晃動的物體上時，常使用封膠固定的方式將其固定于殼體，以盡量避免因外界因素使得超聲波傳感器內(nèi)部出現(xiàn)斷路的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超聲波傳感器及制造方法，用以解決現(xiàn)有超聲波傳感器制作工藝復(fù)雜、成本高且不穩(wěn)定的問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設(shè)于腔體中；所述腔體通過發(fā)泡膠封裝。
[0006]優(yōu)選地:所述壓電陶瓷位于所述腔體的底部，所述常溫發(fā)泡膠位于壓電陶瓷的上面，將壓電陶瓷封裝于其內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地:所述壓電陶瓷片下表面設(shè)置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區(qū)和第二鍍銀區(qū)，第一鍍銀區(qū)與第二鍍銀區(qū)中間隔開；第一鍍銀區(qū)上連接有第一引線端；第二鍍銀區(qū)上連接有第二引線端，第二鍍銀區(qū)通過側(cè)面金屬體與下表面鍍銀層相導(dǎo)通。
[0008]優(yōu)選地:所述殼體為樹脂材料、塑料或鋁材料。
[0009]優(yōu)選地:所述壓電陶瓷為雙面電極結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷的背面通過銀膠固定在殼體內(nèi)底部，殼體為金屬；在殼體內(nèi)壁上設(shè)有鉚釘孔，鉚釘孔內(nèi)固定有鉚釘，一電極引線通過鉚釘固定在鉚釘孔處。
[0010]優(yōu)選地:所述發(fā)泡膠為聚氨酯、硅膠、硅酮或PE材料。
[0011]優(yōu)選地:所述發(fā)泡膠為常溫發(fā)泡膠。
[0012]優(yōu)選地:在所述殼體側(cè)壁上設(shè)有充膠孔。發(fā)泡膠可以由此孔充入腔體內(nèi)，或者用于控制腔體內(nèi)的發(fā)泡膠的高度，當(dāng)發(fā)泡膠漫過充膠孔時，多余的發(fā)泡膠由此孔流出，避免從腔體的上端部溢出，影響美觀和品質(zhì)。
[0013]優(yōu)選地:所述鉚釘為銅鉚釘，所述殼體為鋁；所述電極引線焊接在鉚釘上，鉚釘固定在殼體的鉚釘孔內(nèi)。
[0014]優(yōu)選地:所述發(fā)泡膠由殼體底部向上方向，密度逐漸增大。電路板置于上層密度較大的發(fā)泡膠內(nèi)，其可以避免超聲破壞。且上層密度較大，可以形成足夠的支撐。
[0015]本發(fā)明還公開了一種超聲波傳感器的制造方法，包括
[0016]將壓電陶瓷固定在殼體內(nèi)的底部；
[0017]從壓電陶瓷的電極上進行接線；
[0018]使用常溫發(fā)泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
[0019]常溫發(fā)泡膠是在常溫下即可進行發(fā)泡成型固化，相比高溫發(fā)泡，傳感器內(nèi)的電子器件不會。
[0020]相比現(xiàn)有的超聲波傳感器制造方法，即吸音棉結(jié)合封裝膠的多層結(jié)構(gòu)，本發(fā)明工藝可以至少減少6個工藝步驟，即切棉、對位塞棉、壓實、封膠、固化和冷卻。本發(fā)明只要一個常溫填充發(fā)泡膠即可完成，工藝大大簡化，減少了人工和出錯的幾率，提高了產(chǎn)量和產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0021]本發(fā)明的發(fā)泡膠可以是1、由下層到上層，密度逐漸增加；2、也可以是密度均勻；3、或者由下層到上層密度逐漸減小。這種密度的變化可以通過多次點膠以及改變環(huán)境溫度來實現(xiàn)。密度的變化，會導(dǎo)致傳感器的性能發(fā)生微變，以適應(yīng)不同的場合需求。除此以外，還可以將電路板封裝在發(fā)泡膠內(nèi)，即PCB位于壓電陶瓷的上方，且處于整個發(fā)泡膠內(nèi)。電路板可以直接置于壓電陶瓷上，也可以設(shè)于壓電陶瓷上方。如果發(fā)泡膠的密度有變化，例如發(fā)泡膠上層密度大于下層密度，則可以將電路板置于上次密度較大的發(fā)泡膠內(nèi)，這樣可以起到保護電路板的作用，減小電路板受壓電陶瓷超聲振動的損害。
[0022]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:用發(fā)泡膠進行超聲波傳感器的分裝，既能將壓電陶瓷固定，有具有一定的吸聲效果，節(jié)省材料，實用性強；常溫發(fā)泡膠封裝，使得對超聲波傳感器的封裝更加容易，降低超聲波傳感器制作工藝的難度，利于生產(chǎn)。經(jīng)過檢測，本發(fā)明超聲波傳感器的各項指數(shù)，如余震、靈敏度、高低溫性能均達到國家標(biāo)準(zhǔn)，且成本更低。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中標(biāo)識說明:
[0027]1、壓電陶瓷；2、腔體；3、外殼；4、發(fā)泡膠；5、電線；6、鉚釘；7、鉚釘電線；8、充膠孔；9、PCB ;10、上層發(fā)泡膠；11、下層發(fā)泡膠。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明提出一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設(shè)于腔體中；其中腔體通過發(fā)泡膠封裝。
[0029]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0030]參見圖1所示的一種結(jié)構(gòu)該超聲波傳感器，包括壓電陶瓷I和殼體3，殼體3包括腔體2，壓電陶瓷I設(shè)于腔體2中。壓電陶瓷包括上表面和下表面，壓電陶瓷上表面和下表面分別為正極端、負極端；發(fā)泡膠4將壓電陶瓷封裝于腔體2中。其中，發(fā)泡膠4為常溫發(fā)泡膠。常溫發(fā)泡膠。
[0031]壓電陶瓷片下表面設(shè)置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區(qū)和第二鍍銀區(qū)，第一鍍銀區(qū)與第二鍍銀區(qū)中間隔開。在鍍銀區(qū)上連接有引線5，其中在第一鍍銀區(qū)上連接有正極引線端，為所述正極端；第二鍍銀區(qū)上連接有負極引線端，為所述負極端，第二鍍銀區(qū)通過側(cè)面金屬體與下表面鍍銀層相導(dǎo)通。正極引線端和負極引線端分別與導(dǎo)線連接。殼體3為鋁制殼體。在本案例中，殼體不參與導(dǎo)電，所以在其他實施例中，可以為樹脂或塑料，這種結(jié)構(gòu)可以明顯降低成本。
[0032]上述超聲波傳感器的制造方法如下:
[0033]將壓電陶瓷固定在殼體內(nèi)的底部；從壓電陶瓷的電極上進行接線；使用常溫發(fā)泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
[0034]參見圖2，本發(fā)明還提出第二種結(jié)構(gòu)的傳感器。與圖1的實施例相比，該傳感器的殼體的內(nèi)側(cè)設(shè)有鉚釘結(jié)構(gòu)。鉚釘為銅鉚釘，殼體為鋁材質(zhì)。鉚釘6用來固定鉚釘電線7。鉚釘電線7作為一個電導(dǎo)線，金屬殼體本身作為一個電極使用，壓電陶瓷的連個電極位于其兩個面。
[0035]參見圖3的實施例。該例中，PCB9位于上層密度較大的上層發(fā)泡膠10內(nèi)，在上層發(fā)泡膠10的下面為下層發(fā)泡膠11，其密度小于上層發(fā)泡膠10。PCB 9位于壓電陶瓷的上方位置。
[0036]上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設(shè)于腔體中；其特征在于:所述腔體通過發(fā)泡膠封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述壓電陶瓷位于所述腔體的底部，所述常溫發(fā)泡膠位于壓電陶瓷的上面，將壓電陶瓷封裝于其內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述壓電陶瓷片下表面設(shè)置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區(qū)和第二鍍銀區(qū)，第一鍍銀區(qū)與第二鍍銀區(qū)中間隔開；第一鍍銀區(qū)上連接有第一引線端；第二鍍銀區(qū)上連接有第二引線端，第二鍍銀區(qū)通過側(cè)面金屬體與下表面鍍銀層相導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述殼體為樹脂材料、塑料或鋁材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述壓電陶瓷為雙面電極結(jié)構(gòu)，壓電陶瓷的背面通過銀膠固定在殼體內(nèi)底部，殼體為金屬；在殼體內(nèi)壁上設(shè)有鉚釘孔，鉚釘孔內(nèi)固定有鉚釘，一電極引線通過鉚釘固定在鉚釘孔處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發(fā)泡膠為聚氨酯、硅膠、硅酮或PE材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發(fā)泡膠為常溫發(fā)泡膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發(fā)泡膠由殼體底部向上方向，密度逐漸增大。
9.一種超聲波傳感器的制造方法，包括 將壓電陶瓷固定在殼體內(nèi)的底部； 從壓電陶瓷的電極上進行接線； 使用常溫發(fā)泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波傳感器的制造方法，其特征在于:所述發(fā)泡膠為聚氨醋材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲波傳感器及其制造方法，用以解決現(xiàn)有超聲波傳感器制作工藝復(fù)雜、成本高且不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設(shè)于腔體中；所述腔體通過發(fā)泡膠封裝。用發(fā)泡膠進行超聲波傳感器的分裝，既能將壓電陶瓷固定，有具有一定的吸聲效果，節(jié)省材料，實用性強；常溫發(fā)泡膠封裝，使得對超聲波傳感器的封裝更加容易，降低超聲波傳感器制作工藝的難度，利于生產(chǎn)。
【IPC分類】G01D5-48
【公開號】CN104677400
【申請?zhí)枴緾N201510083793
【發(fā)明人】溫成橋
【申請人】深圳市康通科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月15日