[发明专利]超声波转换装置和具有超声波转换装置的机动车

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波转换装置，其被设置用于发射和/或接收超声波 信号并且具有至少两个转换元件，所述至少两个转换元件彼此间隔布置并 且被设置用于发射和/或接收超声波信号。

本发明此外涉及一种用于制造这种超声波转换装置的方法和一种机动 车，在所述机动车中设有这种超声波转换装置。

背景技术

与机动车、运动的或静止的机械——例如机器人、农用机械或建筑机 械相结合地，转换装置用于基于超声波的环境感测。为了取得高的发射强 度和/或接收灵敏度，在此主要涉及由固体和一个或多个转换元件组成的共 振振荡器。

US5950291公开了一种声学转换器，其具有所谓的转换元件阵列，这 些转换元件按照1-3技术布置并且它们的上端和下端以硬的聚合物板封装。 通过由聚酰亚胺材料组成的柔性导线载体接触转换元件，所述聚酰亚胺材 料在两侧上涂覆有铜导体。

EP0697257A2示出具有2-2结构或1-3结构的转换元件，其中，彼此 相对置的主面上的元件与电极接触。在由电极接触的压电元件之间设有无 源的聚合物层，从而产生阵列结构。

发明内容

根据本发明的第一方面，设置用于发射和/或接收超声波信号的超声波 转换装置包括至少两个转换元件、一个膜片和至少一个背面质量。所述至 少两个转换元件彼此间隔地布置。所述至少两个转换元件在一个端侧上间 接或直接地与所述膜片耦接并且在相对置的一侧上间接或直接地与所述至 少一个背面质量耦接。

有利地提出一种新型接触方式的隐蔽装配的阵列传感器，其安装在外 壳上。所提出的设计非常简单地构成、紧凑和成本低廉地实施。

术语“转换元件”在此应广义理解并且例如包括电声转换器，所述电 声转换器按照静电效应、磁致伸缩效应、压电效应或这些效应的组合进行 工作。在本发明的范畴内，所述转换元件尤其可以是压电元件，并且所述 超声波转换装置可以称为压电式超声波转换装置。

所述超声波转换装置的膜片例如通过机动车的保险杠的、侧后视镜的 或车门区域的外壳形成，其中，转换元件隐蔽地布置在外壳的后面。

通过从属权利要求中所列举的措施，可以实现在独立权利要求中给出 的主题的有利扩展和改进。

优选地设置，所述膜片由薄的材料层形成，所述材料层例如由聚合物 材料制成。优选地，膜片具有0.1mm到5mm之间的厚度，特别优选小于 2mm或小于1mm。转换元件与膜片的耦接可以间接或直接地进行，但在 任何情况下均使得在足够的程度上实现声耦合，也就是说，可以传递适当 的振动。所述耦接例如可以通过压配合、夹配合——例如通过拧入或也可 以通过粘接实现。所述耦接也可以通过利用外壳的材料包覆共振体进行， 这也可以称为嵌入。间接耦接可以意味着，在转换元件与膜片之间设有另 一材料层，例如液体，如凝胶或油。所述另一材料层尤其可以设置用于优 化转换元件与膜片之间的声耦合，例如补偿部件尺寸方面的容差或耦接对 象表面的粗糙度。

按照一种优选的实施方式，所述超声波转换装置具有2至50个转换元 件。因此，有利地以所谓的隐蔽装配提供高性能的多元件传感器，也就是 说，具有2至50个转换元件的阵列。

按照一种优选的实施方式，所述转换元件通过塑料复合元件彼此间隔。 所述塑料复合元件布置在转换元件之间，从而这些转换元件在电方面和在 机械方面足够地彼此隔离地存在。在本发明的范畴内，这种类型的转换元 件布置也称为嵌入塑料复合质量，其中，理解为，所述转换元件基本上完 全被塑料复合质量包围。“基本上”的限制在此例如涉及用于转换元件的必 要的电接触的所设置的通道。

按照优选的实施方式，所述转换装置具有由不同材料制成的至少一个正面质量(Vordermasse)和至少一个背面质量(Rückmasse)。特别优选地，对于每个转换元件单独设有正面质量和/或背面质量。由转换元件为了进行环境感测发出的电声辐射于是优选朝转换元件端侧的方向离开转换装置，向后的辐射受到抑制。背面质量充当所谓的惯性质量，也就是说，所述背面质量能够通过它的质量惯性将力导入正面体中并且因此也用于相对于在其中不希望照射的区域衰减振动。