多方向性高频超声传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种传感器，特别是一种高频超声波传感器，包括多个压电陶瓷片以及与压电陶瓷片数量相等的匹配层，每个压电陶瓷片的上表面导电层粘接在一个相应的匹配层上，所述匹配层粘接在金属外壳上；所述金属外壳内粘接有PCB板，所述PCB板上固定有正、负极接线端；所述每个压电陶瓷片的上表面导电层都与正极接线端相连接；每个压电陶瓷片的下表面导电层都与负极接线端相连接。采用上述结构后，本发明专利技术不需要使用多个高频超声波传感器就可以对多个方向进行探测，这样不仅能为机器设备节省空间，又可以节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，特别是一种高频超声波传感器。
技术介绍
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。正是由于超声波传感器方向性好、能够定向传播的特点，所以一般的超声波传感器都是单向超声波传感器。如图1所示，现有的单方向高频超声波传感器包括匹配层1，所述匹配层I上粘接有压电陶瓷片4然后与金属外壳5粘接。PCB板3与金属外壳5粘接，正极信号线2连接压电陶瓷片4和PCB板3的正极接线端8，负极信号线6连接金属外壳5和PCB板3的负极接线端7。压电陶瓷片4与匹配层I的粘接面与金属外壳5电连接，这样压电陶瓷片4的两侧分别与正极接线端8、负极接线端7相连接。通过压电陶瓷片发送和接收超声波信号，从而探测物体的位置。高频超声波传感器一般应用在工业自动化、智能机器人等领域。一个高频超声波传感器只能向单方向发射和接收超声波，只能探测单方向。如果需要探测多个方向就需要设置多个高频超声波传感器，这样无疑增加了成本。另外，超声波传感器集成化是超声波传感器的一个发展方向。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种多方向性的高频超声波传感器。为解决上述的技术问题，本专利技术的多方向性高频超声波传感器包括多个压电陶瓷片以及与压电陶瓷片数量相等的匹配层，每个压电陶瓷片的上表面导电层粘接在一个相应的匹配层上，所述匹配层粘接在金属外壳上；所述金属外壳内粘接有PCB板，所述PCB板上固定有正、负极接线端；所述每个压电陶瓷片的上表面导电层都与负极接线端相连接；每个压电陶瓷片的下表面导电层都与正极接线端相连接。所述压电陶瓷片为两个，所述金属外壳为两个筒状外壳连接而成，所述筒状外壳内部相通,所述两个筒状外壳一体成型。所述两个匹配层分别粘接在两个筒状外壳顶面上，所述两个筒状外壳顶面之间形成夹角。所述匹配层与相应压电陶瓷片的连接表面与相应压电陶瓷片的探测方向垂直。所述负极接线端与金属外壳相连接，所述每个压电陶瓷片的上表面导电层与金属外壳相连接。采用上述结构后，本专利技术的多方向性高频超声传感器将多个压电陶瓷片分别设置在不同的匹配层上，压电陶瓷片的上下导电层分别公共的连接在正负极接线端，这样不需要使用多个高频超声波传感器就可以对多个方向进行探测，这样不仅能为机器设备节省空间，又可以节约成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术
技术介绍
中单方向高频超声波传感器的内部结构示意图。图2为本专利技术的剖视结构示意图。图3为本专利技术压电陶瓷片的结构示意图。图4为本专利技术金属外壳的俯视结构不意图。图中:1为匹配层,2为正极信号线,3为PCB板,4为压电陶瓷片，5为金属外壳,6为负极信号线，7为负极接线端，8为正极接线端101为第一匹配层，102为第二匹配层，301为下表面导电层,302为上表面导电层，303为陶瓷片，401为第一压电陶瓷片，402为第二压电陶瓷片具体实施例方式如图2所示，本专利技术的多方向性高频超声传感器包括两个压电陶瓷片以及与压电陶瓷片数量相等的匹配层，即第一压电陶瓷片401和第二压电陶瓷片402、第一匹配层101和第二匹配层102。如图3所示，本专利技术所述的压电陶瓷片包括中间陶瓷片303以及覆盖在中间陶瓷片303上下两个表面的导电层,及上表面导电层302和下表面导电层301,这里上表面导电层302和下表面导电层301均为镀银导电层。如图4所示，本专利技术的金属外壳由两个筒状外壳连接而成，为了使得金属外壳5的整体更加的坚固，所述两个筒状外壳一体成型。所述两个筒状外壳内部相同，如图2所示，在两个筒状外壳内部相同的区域内粘接有PCB板3。如图2所示，所述第一压电陶瓷片401的上表面导电层与第一匹配层101相粘接，所述第二压电陶瓷片402的上表面导电层与第二匹配层102相粘接，所述第一匹配层101和第二匹配层102分别粘接在金属外壳5的左右两个筒状外壳的顶面上，所述第一匹配层101和第二匹配层102之间断开。所述PCB板3上固定有正极接线端8和负极接线端7，所述第一压电陶瓷片401和第二压电陶瓷片402的上表面导电层都与负极接线端7相连接；第一压电陶瓷片401和第二压电陶瓷片402的上表面导电层通过正极信号线2与正极接线端8相连接。这样可以在正极接线端8和负极接线端7之间通入信号使第一压电陶瓷片401和第二压电陶瓷片402同时工作，可以向两个方向发送和接收超声波进行探测。进一步的，为了减少金属外壳5的正、负极连接端与压电陶瓷片上下表面导电层的连接导线，将负极接线端7通过负极信号线6与金属外壳5相连接，然后通过设置在压电陶瓷片上表面导电层与匹配层之间的导线将压电陶瓷片上表面与金属外壳5电连接，这样压电陶瓷片上表面就通过金属外壳5间接的与负极接线端7相连接，减少了连接导线的使用。这样就形成了两个电回路，正极接线端8-正极信号线2-压电陶瓷片401-金属外壳5-负极信号线6-负极接线端7 ;正极接线端8-正极信号线2-压电陶瓷片402-金属外壳5-负极信号线6-负极接线端7。通过两个电回路分别给两个压电陶瓷片发生和接收信号，产生和接收超声波对两个方向进行探测。进一步的，虽然超声波传感器的每个压电陶瓷片是单方向发出超声波的，但是每个压电陶瓷片的超声波发射面为扇形，为了使得相邻的压电陶瓷片超声波发射区域不产生交集，所述两个筒状外壳的顶面之间形成夹角，因为两个匹配层分别连接在两个筒状外壳的顶面上，所以所述第一匹配层101和第二匹配层102之间形成夹角。这样的夹角结构与处在同一平面上两个匹配层的结构相比可以有效避免两个压电陶瓷片的发射区域相交。进一步的，为了使得每个压电陶瓷片超声波的发射方向与所需探测的方向尽量保持一致，将所述两个匹配层和压电陶瓷片的连接表面与每个压电陶瓷片的探测方向垂直，即第一匹配层101和第一压电陶瓷片401的连接表面与第一压电陶瓷片的探测方向垂直；第二匹配层102和第二压电陶瓷片402的连接表面与第二压电陶瓷片的探测方向垂直，这样就可以保证每个压电陶瓷片的探测方向与所要求的探测方向保持一致。当然，本专利技术压电陶瓷片和匹配层的数量可以是三个或三个以上，保证每个压电陶瓷片与匹配层相对应，每个压电陶瓷片的上表面导电层都与负极接线端相连接，每个压电陶瓷片的下表面导电层都与正极接线端相连接即可。虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本
内的熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本专利技术的原理和实质。本专利技术的范围仅由所附权利要求书限定。权利要求1.一种多方向性高频超声传感器，其特征在于:包括多个压电陶瓷片以及与压电陶瓷片数量相等的匹配层，每个压电陶瓷片的上表面导电层粘接在一个相应的匹配层上，所述匹配层粘接在金属外壳上；所述金属外壳内粘接有PCB板，所述PCB板上固定有正、负极接线端；所述每个压电陶瓷片的上表面导电层都与负极接线端相连接；每个压电陶瓷片的下表面导电层都与正极接线端相连接。2.按照权利要求1所述的多方向性高频超声传感器，其特征在于:所述压电陶瓷片为两个，所述金属外壳为两个筒状外壳连接而成，所述筒状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多方向性高频超声传感器，其特征在于：包括多个压电陶瓷片以及与压电陶瓷片数量相等的匹配层，每个压电陶瓷片的上表面导电层粘接在一个相应的匹配层上，所述匹配层粘接在金属外壳上；所述金属外壳内粘接有PCB板，所述PCB板上固定有正、负极接线端；所述每个压电陶瓷片的上表面导电层都与负极接线端相连接；每个压电陶瓷片的下表面导电层都与正极接线端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙阳，邹东平，张尧，李红元，余方云，倪雪晴，马国阳，
申请(专利权)人：常州波速传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：