[发明专利]超声波发送/接收机

说明书

本发明涉及一超声波发送/接收机，其用于，例如汽车领域中作为车辆的间距传感器和后部传感器。

迄今为止人们对超声波发送/接收机的了解是，其圆柱形外壳底部的内表面固定有一个压电振动器，而外壳底部的外表面则作为了超声波的发送/接收面。当此超声波发送/接收机作为传感器应用于汽车上时，如果在垂直方向上的发送/接收范围相对于地面而言太大时，所探测到的地面反射波只是一些噪音；如果在水平方向上发送/接收的范围过窄，此探测范围将出现一个盲点。这两者都是不能令人满意的。因此，本发明提出了一种超声波发送/接收机，通过调整其外壳的空心部分使其垂直方向长度增加而水平方向长度减少，进一步通过调整外壳底部的厚壁部分和薄壁部分，使其垂直方向上的传送和接收范围变窄而水平方向的发送/接收范围变宽。例如，在这样一中超声波发送/接收机上，当其外壳底部直径为16mm时，其厚壁部分厚度为0.75mm，而其薄壁部分厚度为0.3mm，并使其薄壁部分位于垂直方向上，所获得的垂直方向上的发送/接收范围将达到40°。

图9是显示了超声波发送/接收机1作为后部传感器在汽车上运用的一个例子。其中发送/接收范围由半极大值全圆角表示。半极大值全圆角系指由两个方向构成的一个夹角，即此角度方向为发送/接收感度开始出现的位置相对与底部相反方向(0°方向)上的发送/接收敏感度低20·Log0.5dB(约6dB)的方向。

然而在传统的超声波发送/接收机上，由于混响特性不稳定并且混响时间较长，由邻近超声波发送/接收机的物体反射回的超声波将受到混响的干扰，因此有时不能探测到邻近的物体和/或不能测定与邻近物体的距离。特别是当超声波发送/接收面附着有水滴时混响时间将会更长。因此当此超声波发送/接收机作为传感器用于汽车上并暴露于风雨中时，就会产生此类问题。

因此本发明的目的是提供一种超声波发送/接收机，其至少在一个方向上的发送/接收范围相对较窄并且具有稳定的混响特性。

按照本发明，将提供这样一种超声波发送/接收机，其包括一具有一底部的圆柱形外壳，一个固定于外壳底部内表面的压电振动器，并且超声波发送/接收面由外壳底部外表面所确定。在此超声波发送/接收机中，外壳底部包括一固定压电振动器的厚壁部分以及一比厚壁部分薄的薄壁部分。当厚壁部分的厚度为t1，薄壁部分的厚度为t2，薄壁部分延续而成的边缘部分的厚度为A，并且设等式x=t2/t1，以及y=A/t2，则本超声波发送/接收机由下列方程式规定的x和y的值域所确定：

0.50≤x≤0.64

0.75≤y≤1.75

y≤-(50/7)·x+163/28

y≥-(50/7)·x+135/28

参照附图，通过下面对本发明优选实施例的详细描述，本发明上述和其它目的、特点和优点将更明显。

附图将要说明

图1是根据本发明的一个实施例的一种超声波发送/接收机的横截面示意图；

图2A是图1中所示的超声波发送/接收机的外壳沿着与底部表面平行的平面所作的横截面图；图2B是沿着图2A中b-b线所作的纵截面图；

图3显示的是当A/t2变化时，t2/t1与半极大值全圆角之间的关系图；

图4显示的是当A/t2变化时，t2/t1与混响时间之间的关系图；

图5显示的是当t2/t1变化时，A/t2与半极大值全圆角之间的关系图；

图6显示的是当t2/t1变化时，A/t2与混响时间之间的关系图；

图7显示的是当x=t2/t1以及y=A/t2时，二者之间的理想数值范围图；

图8显示的是超声波发送/接收机的发送与接收敏感度；

图9显示的是本发明作为汽车的后部传感器时的探测范围图；

图10显示的是半极大值全圆角与探测距离之间的关系图。

图1是根据本发明的一个实施例的一种超声波发送/接收机的横截面图。该超声波发送/接收器10包括一大体为圆柱形的外壳12，该外壳为，例如铝制成。在外壳底部内侧面形成有一个厚壁部分14和一个薄壁部分16。压电振动器18固定在外壳12底部内侧面的厚壁部分14上。压电振动器18的一个电极与接地的外壳连接。在与外壳12底部内侧面相对的一面安放有一种声波吸收物质20，压电振动器18介于二者之间。