[实用新型]高频超声波传感器

说明书

技术领域

本发明高频超声波传感器属于传感器领域。

背景技术

超声波传感器的探测精度与其工作频率密切相关，传感器频率越高，其探测精度也越高。因此，高频超声波传感器在工业自动化领域有着广泛的应用。传统的高频超声波传感器产品把传感器晶片直接固定在匹配层上，这样可能存在两个风险：一是换能片装配可能产生偏心现象，对传感器的信号发射和接收产生不良影响；二是由于缺乏内部支撑，传感器可能会因为匹配层凹陷或传感器晶片脱落导致传感器的失效。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，而提供一种具有有效定位，避免传感器外壳对传感器晶片振动的影响，提高传感器的可靠性和灵敏度的高频超声波传感器。

本发明所采用的技术方案是：高频超声波传感器是由外壳，传感器晶片，匹配层，PCB板和连接导线组成，传感器晶片安装在外壳上，匹配层安装在外壳上，PCB板安装在外壳上，连接导线连接PCB板和传感器晶片，在外壳内部上设置有支撑限位台，在支撑限位台上设置有限位橡胶圈，传感器晶片安装在限位橡胶圈上，传感器晶片安装在支撑限位台上，有效解决了匹配层受外力影响产生变形破坏以及由于匹配层变形导致传感器晶片脱落的可能性，提高了产品可靠性。在支撑限位台上设置有限位橡胶圈，有效解决传感器晶片的定位问题，使传感器晶片周边与外壳保持一定的空间，由于橡胶与空气均有良好的超声波阻尼效果，从而避免了由于外壳反射对传感器信号造成的不良影响，有效提高了传感器的灵敏度。

本发明在外壳内部设置环形的支撑限位台。

本发明在限位橡胶圈上设置有台阶，传感器晶片安装在限位橡胶圈上的台阶上。

本发明在支撑限位台上设置有两层限位橡胶圈，传感器晶片安装在两层限位橡胶圈之间。

本发明结构简单，有效解决了匹配层受压而使传感器晶片产生裂纹的可能性，有效解决传感器晶片的定位问题和传感器外壳影响超声波信号的问题，提高了传感器的可靠性和灵敏度。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的A部支撑限位台的放大结构示意图。

附图3是本发明的测试谐振曲线与回波示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图中：外壳1，传感器晶片2，限位橡胶圈3，匹配层4，PCB板5，连接导线6，支撑限位台7，限位橡胶圈8，台阶9。

如附图1、附图2所示，本发明是高频超声波传感器是由外壳1，传感器晶片2，匹配层4，PCB板5和连接导线6组成，匹配层安装在外壳上，PCB板安装在外壳上，连接导线连接PCB板和传感器晶片，在外壳内部上设置有环形的支撑限位台7，在支撑限位台上设置有两层限位橡胶圈，在支撑限位台上设置有限位橡胶圈3，在限位橡胶圈上设置有台阶9，传感器晶片安装在限位橡胶圈上的台阶上，限位橡胶圈8安装在传感器晶片上，传感器晶片安装在两层限位橡胶圈之间，限位橡胶圈上的台阶有效的定位传感器晶片，使传感器晶片与外壳保持一定的空间10，避免外壳对传感器晶片振动的不良影响，从而有效提高了传感器的灵敏度。

如附图2所示，本发明在外壳1内部上设置有环形的支撑限位台7，在支撑限位台上设置有两层限位橡胶圈，在支撑限位台上设置有限位橡胶圈3，在支撑限位台上设置有限位橡胶圈8，在限位橡胶圈上设置有台阶9，传感器晶片2安装在限位橡胶圈上的台阶上，台阶9有效的定位传感器晶片，传感器晶片与外壳保持一定的空间10，避免外壳对传感器晶片的振动，安装限位橡胶圈8后在安装匹配层4，有效提高了传感器的灵敏度。

如附图3所示，本发明测试其谐振曲线与回波均有明显改善。具体改善测试结果如下：

测试产品灵敏度如下：

  编号  频率  同波(V)  1  148.2  8.8  2  146.7  9.92  3  149.7  10.4  4  147.2  9.44  5  148.6  10.08  6  147.5  9.76  7  148.2  10.24  8  146.3  9.44  9  147.6  8.48