[实用新型]声阻匹配层有效

专利信息
申请号: 201821016525.4 申请日: 2018-06-29
公开(公告)号: CN208879007U 公开(公告)日: 2019-05-21
发明(设计)人: 陈隆;叶宗寿;张鸣助 申请(专利权)人: 咏业科技股份有限公司
主分类号: B06B1/06 分类号: B06B1/06
代理公司: 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 代理人: 江耀纯
地址: 中国台*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 热固性高分子树脂 声阻 颗粒散布 空心球体 平均粒径 无机材质 匹配层 热导率
【说明书】:

一种声阻匹配层,其声阻小于2MRayl(106公斤/平方公尺·秒),其组成包含热固性高分子树脂、空心球体颗粒散布在该热固性高分子树脂中、以及热导率大于30W/m·K的实心无机材质颗粒散布在该热固性高分子树脂中,其中该实心无机材质颗粒的平均粒径介于该空心球体颗粒的平均粒径的5%~50%之间。

技术领域

实用新型大体上为一种声阻匹配层(acoustic matching layer),更具体而言,是关于一种具有空心球体颗粒与实心无机材质颗粒分散于高分子树脂中的声阻匹配层。

背景技术

超声波传感器(Ultrasonic transducer)可用于短距离的对象侦测,其通过发出的超声波碰撞到物体之后反射回来的时间差,可以计算出超声波传感器与待侦测物体之间的距离。对于超声波侦测而言,待侦测物体的类型与性质并不会受到太多的限制,包括各种表面颜色、透明度、硬度的固体、液体、或粉体等,其都可以用超声波传感器来进行侦测。因此,现今超声波传感器已广泛应用在倒车雷达 (parking sensor)、位高侦测(levelsensor)、薄片层数侦测(multiple sheet detection) 及流量侦测(flow meter)等领域。

超声波传感器的主要组成组件为压电陶瓷片(piezoceramics),例如以锆钛酸铅(lead zirconatetitanate,PZT)材料制作的陶瓷片,其双面会涂布导电层。在运作中施加高频交流电讯号会让压电陶瓷产生高频率振动,该高频率震动是一种声波,如果此声波的频率落在超声波范围,即为超声波振动。然而,为了让所产生的超声波能从压电陶瓷传递到空气中,压电陶瓷的声阻(acoustic impedance)必须与空气的声阻匹配才行。

声阻(Z)=材料密度(ρ)*超声波声速(C),压电陶瓷的声阻约为30-35MRayl(1MRayl=106公斤/平方公尺·秒),空气的声阻约为430Rayl(1Rayl=公斤/平方公尺·秒),压电陶瓷的声阻与空气的声阻,有非常大的差距,导致压电陶瓷所产生的超声波能量无法传递到空气中,因此,声阻匹配层(matching layer)就成了超声波传感器中必要的部件,其会设置在压电陶瓷与空气之间,使得两者的声阻得以匹配,从而可有效地将超声波传递到空气中。用于空气传感器(airtransducer) 的匹配层声阻,其最理想值为:√(35M*430)Rayl,约为0.12MRayl,但是自然界中很难找到声阻低于1MRayl而且又耐用的材料,一般业界常用的匹配层材料为高分子树脂与空心玻璃球混合成的复合材料,来达到较低的声阻特性,同时也具有较佳的耐候性及可靠度。为了因应超声波传感器在各种不同领域的应用,目前业界仍须对声阻匹配层作进一步的开发与改良,以加强其在各种使用环境下的耐候性与可靠度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种声阻匹配层,其中具有高热导率的实心无机材质颗粒,可在不影响既有声阻匹配的情况下增加声阻匹配层的热传导性,以加强其耐候性及可靠度。

本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决:

一种声阻匹配层,其声阻小于2MRayl,该声阻匹配层包含热固性高分子树脂、空心球体颗粒散布在所述热固性高分子树脂中、以及热导率大于30W/m·K (瓦/米·度)的实心无机材质颗粒散布在所述热固性高分子树脂中,其中所述实心无机材质颗粒的平均粒径介于该空心球体颗粒的平均粒径的5%~50%之间。

优选地,所述热固性高分子树脂的材质包含环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯或氰酸酯树脂。

优选地,所述空心球体颗粒是由无机材料或有机材料制成的空心球体,包含空心玻璃球、空心陶瓷球、或空心塑料球。

优选地,所述空心球体颗粒的密度为0.1g/cm3~0.6g/cm3,用以降低所述声阻匹配层的整体密度。

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