[发明专利]全方位球形超声波传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别是全方位球形超声波传感器。

背景技术

现有的超声波传感器都是使用片状压电片，接受范围一般为180°，在工作 过程中还存在折射、衰减，难以实现全方位无死角检测，使用不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现全方位无死角超声波检测的全方位球形超 声波传感器。

实现本发明目的的技术方案如下：

全方位球形超声波传感器，从内到外依次包括呈球形的压电陶瓷、第一银 层、第二银层以及带有多个小孔的微孔材料层，所述第一银层、第二银层以及 微孔材料层均呈空心球形，所述第一银层与第二银层之间设有绝缘胶，所述第 一银层设有负极接线，所述负极接线伸出第二银层，所述负极接线伸出第二银 层的一端设有负极接片，所述第二银层外表面设有正极接片。

采用上述结构后，通过压电陶瓷的球形烧结设计，使超声波传感器实现全 方位无死角超声波检测，当脉冲信号加载在超声波传感器上，利用压电陶瓷的 压电效应，压电陶瓷因机械振动产生超声波，超声波穿过微孔材料层，传播到 空气中，超声波遇到障碍物会发生反射，反射回来的超声波又会穿过微孔材料 层，超声波促使压电陶瓷片产生机械振动，将机械振动力转换为电信号，从而 实现全方位无死角超声波检测，本发明结构简单合理，成本低，可以真正意义 上实施全方位的超声波检测，完全能做到零死角的检测。

优选的，为了方便超声波穿过微孔材料层，所述微孔材料层由树脂与多个 微型玻璃球复合制成，所述微型玻璃球的直径为5-15μm，微型玻璃球之间形成 小孔。

优选的，为了方便微孔材料成型，所述微型玻璃球为空心玻璃球。

优选的，为了使超声波在超声波传感器与声阻抗为4x10²Ω的空气之间完美 传播，所述压电陶瓷的声阻抗为1x10⁵Ω，微孔材料层的声阻抗为8x10³Ω。

优选的，为了方便传递超声波，所述树脂与微型玻璃球的质量比为(30-35)： 17。

优选的，为了方便传递超声波，所述树脂与微型玻璃球的质量比为33.21： 17。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为压电陶瓷，2为第一银层，3为第二银层，4为微孔材料层，5为 负极接线，6为负极接片，7为正极接片。

具体实施方式

由图1可知本发明全方位球形超声波传感器从内到外依次包括呈球形的压 电陶瓷1、第一银层2、第二银层3以及带有多个小孔的微孔材料层4，所述第 一银层2、第二银层3以及微孔材料层4均呈空心球形，所述第一银层2与第二 银层3之间设有绝缘胶，所述第一银层2设有负极接线5，所述负极接线5伸出 第二银层3，所述负极接线5伸出第二银层3的一端设有负极接片6，所述第二 银层3外表面设有正极接片7，所述微孔材料层4由树脂与多个微型玻璃球复合 制成，所述微型玻璃球的直径为5-15μm，微型玻璃球之间形成小孔，所述微型 玻璃球为空心玻璃球，所述压电陶瓷1的声阻抗为1x10⁵Ω，微孔材料层4的声 阻抗为8x10³Ω，所述树脂与微型玻璃球的质量比为(30-35)：17，优选值为 33.21：17。

采用上述结构后，通过压电陶瓷的球形烧结设计，使超声波传感器实现全 方位无死角超声波检测，当脉冲信号加载在超声波传感器上，利用压电陶瓷的 压电效应，压电陶瓷因机械振动产生超声波，超声波穿过微孔材料层，传播到 空气中，超声波遇到障碍物会发生反射，反射回来的超声波又会穿过微孔材料 层，超声波促使压电陶瓷片产生机械振动，将机械振动力转换为电信号，从而 实现全方位无死角超声波检测，本发明结构简单合理，成本低，可以真正意义 上实施全方位的超声波检测，完全能做到零死角的检测。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡 是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。