[实用新型]利用超声波的温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波传感器，特别是一种基于压电材料和光纤维的温度超声波传感器。

背景技术

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合金（磁致伸缩）两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅（PZT）等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。由于超声波传感器以空气作为传输介质，因此局部温度不同时，分界处的反射和折射可能会导致误动作，风吹时检出距离也会发生变化。因此，不应在强制通风机之类的设备旁使用传感器，也不能在真空区或防爆区使用传感器，使用不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种利用超声波的温度传感器。本实用新型既可以在空气中使用，也可以在真空中测量，适用能力强，使用方便。

本实用新型的技术方案：利用超声波的温度传感器，其特征在于：包括两个压电陶瓷和光纤维，所述的两个压电陶瓷经固态胶分别固定在光纤维的两端，光纤维中部设有热敏材料。

前述的利用超声波的温度传感器中，所述的光纤维固定在压电陶瓷的中心线上。

前述的利用超声波的温度传感器中，所述的热敏材料是镶嵌在光纤维上。

前述的利用超声波的温度传感器中，所述的热敏材料是橡胶材料。

前述的利用超声波的温度传感器中，所述的热敏材料是金属材料。

与现有技术相比，本实用新型通过压电接收材料对信号的采集和接收，在与光纤维相互连接并且将采集过来的信号以波的形式在光纤维中传递，保持真实性的传播。压电材料（压电陶瓷）制成的传感器能很容易的接收到工作台表面的压力变化，提高装置的灵敏度；在光纤维中传递由采集信号转换而成的超声波，这样克服了超声波不能在真空中传播的不足之处，同时在光纤维上镶嵌有热敏材料，能很容易检测到光纤维环境的温度变化对超声波在光纤维中传播的影响，因此，既可以在空气中使用，也可以在真空中测量，适用能力强，使用方便。本实用新型还具有实施结构简单，而且与纯光纤维传感器相比价格便宜，应用于航天航空的温度测量，电力传输（电流、电压的测量）等。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中的标记为：1-压电陶瓷，2-固态胶，3-光纤维，4-热敏材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。利用超声波的温度传感器，构成如图1所示，包括两个压电陶瓷1和光纤维3，所述的两个压电陶瓷1经固态胶2分别固定在光纤维3的两端，光纤维3中部设有热敏材料4。

所述的光纤维3固定在压电陶瓷1的中心线上。

所述的热敏材料4是镶嵌在光纤维3上。

所述的热敏材料4可以是橡胶材料。所述的热敏材料4也可以是金属材料。

本实用新型的工作原理如下：将信号发生器连接到发生端的压电陶瓷上，压电陶瓷通过压电效应将信号发生器所发出的的超声波振动频率转换成电信号。以用固态胶连接在压电陶瓷上的光纤维作为介质，传播电信号，光纤维中间的热敏材料感受到装置周围的温度变化，本身产生热膨胀，体积增大，热膨胀的所产生的力作用在光纤维上，是电信号的大小等发生变化。接收端同样用固态胶连接光纤维，通过压电陶瓷的逆压电效应，将变化以后的电信号再次转换成超声波振动信号，通过放大器，将信号直接显示在示波器上。