超聲波傳感器及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波傳感器。
【背景技術】
[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，廣泛應用在工業、國防、生物醫學等領域中。
[0003]現有的超聲波傳感器，通常為設一個正極端、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，當給陶瓷通電后，產生逆壓電效應往外發出超聲波，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換成電能，呈正壓電效應。在實際應用中，為了盡可能地防止超聲波傳感器被其它聲波干擾，常在其周圍布設吸音棉；對于超聲波傳感器設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部出現斷路的情況。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種超聲波傳感器及制造方法，用以解決現有超聲波傳感器制作工藝復雜、成本高且不穩定的問題。
[0005]為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下:一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設于腔體中；所述腔體通過發泡膠封裝。
[0006]優選地:所述壓電陶瓷位于所述腔體的底部，所述常溫發泡膠位于壓電陶瓷的上面，將壓電陶瓷封裝于其內。
[0007]優選地:所述壓電陶瓷片下表面設置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區和第二鍍銀區，第一鍍銀區與第二鍍銀區中間隔開；第一鍍銀區上連接有第一引線端；第二鍍銀區上連接有第二引線端，第二鍍銀區通過側面金屬體與下表面鍍銀層相導通。
[0008]優選地:所述殼體為樹脂材料、塑料或鋁材料。
[0009]優選地:所述壓電陶瓷為雙面電極結構，壓電陶瓷的背面通過銀膠固定在殼體內底部，殼體為金屬；在殼體內壁上設有鉚釘孔，鉚釘孔內固定有鉚釘，一電極引線通過鉚釘固定在鉚釘孔處。
[0010]優選地:所述發泡膠為聚氨酯、硅膠、硅酮或PE材料。
[0011]優選地:所述發泡膠為常溫發泡膠。
[0012]優選地:在所述殼體側壁上設有充膠孔。發泡膠可以由此孔充入腔體內，或者用于控制腔體內的發泡膠的高度，當發泡膠漫過充膠孔時，多余的發泡膠由此孔流出，避免從腔體的上端部溢出，影響美觀和品質。
[0013]優選地: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。
[0014]優選地:所述發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泡膠內，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的底部；
[0017]從壓電陶瓷的電極上進行接線；
[0018]使用常溫發泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
[0019]常溫發泡膠是在常溫下即可進行發泡成型固化，相比高溫發泡，傳感器內的電子器件不會。
[0020]相比現有的超聲波傳感器制造方法，即吸音棉結合封裝膠的多層結構，本發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。本發明只要一個常溫填充發泡膠即可完成，工藝大大簡化，減少了人工和出錯的幾率，提高了產量和產品的品質。
[0021]本發明的發泡膠可以是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境溫度來實現。密度的變化，會導致傳感器的性能發生微變，以適應不同的場合需求。除此以外，還可以將電路板封裝在發泡膠內，即PCB位于壓電陶瓷的上方，且處于整個發泡膠內。電路板可以直接置于壓電陶瓷上，也可以設于壓電陶瓷上方。如果發泡膠的密度有變化，例如發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泡膠內，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]相比現有技術，本發明的有益效果在于:用發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，節省材料，實用性強；常溫發泡膠封裝，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。經過檢測，本發明超聲波傳感器的各項指數，如余震、靈敏度、高低溫性能均達到國家標準，且成本更低。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的一個實施例的結構示意圖。
[0024]圖2是本發明的第二個實施例的結構示意圖。
[0025]圖3是本發明的第三個實施例的結構示意圖。
[0026]圖中標識說明:
[0027]1、壓電陶瓷；2、腔體；3、外殼；4、發泡膠；5、電線；6、鉚釘；7、鉚釘電線；8、充膠孔；9、PCB ;10、上層發泡膠；11、下層發泡膠。
【具體實施方式】
[0028]本發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，壓電陶瓷設于腔體中；其中腔體通過發泡膠封裝。
[0029]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0030]參見圖1所示的一種結構該超聲波傳感器，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；發泡膠4將壓電陶瓷封裝于腔體2中。其中，發泡膠4為常溫發泡膠。常溫發泡膠。
[0031]壓電陶瓷片下表面設置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區和第二鍍銀區，第一鍍銀區與第二鍍銀區中間隔開。在鍍銀區上連接有引線5，其中在第一鍍銀區上連接有正極引線端，為所述正極端；第二鍍銀區上連接有負極引線端，為所述負極端，第二鍍銀區通過側面金屬體與下表面鍍銀層相導通。正極引線端和負極引線端分別與導線連接。殼體3為鋁制殼體。在本案例中，殼體不參與導電，所以在其他實施例中，可以為樹脂或塑料，這種結構可以明顯降低成本。
[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的底部；從壓電陶瓷的電極上進行接線；使用常溫發泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
[0034]參見圖2，本發明還提出第二種結構的傳感器。與圖1的實施例相比，該傳感器的殼體的內側設有鉚釘結構。鉚釘為銅鉚釘，殼體為鋁材質。鉚釘6用來固定鉚釘電線7。鉚釘電線7作為一個電導線，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泡膠10內，在上層發泡膠10的下面為下層發泡膠11，其密度小于上層發泡膠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明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的范圍，本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明所要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設于腔體中；其特征在于:所述腔體通過發泡膠封裝。
2.根據權利要求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，所述常溫發泡膠位于壓電陶瓷的上面，將壓電陶瓷封裝于其內。
3.根據權利要求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置鍍銀層，上表面包括第一鍍銀區和第二鍍銀區，第一鍍銀區與第二鍍銀區中間隔開；第一鍍銀區上連接有第一引線端；第二鍍銀區上連接有第二引線端，第二鍍銀區通過側面金屬體與下表面鍍銀層相導通。
4.根據權利要求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.根據權利要求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構，壓電陶瓷的背面通過銀膠固定在殼體內底部，殼體為金屬；在殼體內壁上設有鉚釘孔，鉚釘孔內固定有鉚釘，一電極引線通過鉚釘固定在鉚釘孔處。
6.根據權利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發泡膠為聚氨酯、硅膠、硅酮或PE材料。
7.根據權利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發泡膠為常溫發泡膠。
8.根據權利要求1所述的超聲波傳感器，其特征在于:所述發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的底部； 從壓電陶瓷的電極上進行接線； 使用常溫發泡膠對壓電陶瓷進行封裝固化。
10.根據權利要求9所述的超聲波傳感器的制造方法，其特征在于:所述發泡膠為聚氨醋材料。
【專利摘要】本發明公開了一種超聲波傳感器及其制造方法，用以解決現有超聲波傳感器制作工藝復雜、成本高且不穩定的問題。本發明所采用的技術方案如下：一種超聲波傳感器，包括壓電陶瓷和殼體，殼體包括腔體，壓電陶瓷設于腔體中；所述腔體通過發泡膠封裝。用發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，節省材料，實用性強；常溫發泡膠封裝，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。
【IPC分類】G01D5-48
【公開號】CN104677400
【申請號】CN201510083793
【發明人】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