[发明专利]一种超声波传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件，特别涉及一种新型结构的超声波传感器。

背景技术

目前，0.08米的测试盲区的超声波传感器在设备上的运用，决定了设备必须提供足够大的空间以便超声波传感器能够分辨余振（杂波）与一次回波（有用的反馈），这样设备就不得不设计得比较大而笨重。现有的超声波传感器结构如图1所示，包括匹配层材料1、晶片2和橡胶件3，其中晶片2单独制作，然后用环氧与晶片粘接，性能降低，橡胶件3的阻尼作用，受结构影响，效果差。

发明内容

本发明目的是：提供一种新型结构的超声波传感器，使得设备可以小型化，减少余振、增加回波灵敏度以提高传感器性能。

本发明的技术方案是：

一种超声波传感器，包括壳体及放置在壳体内的压电晶片，所述壳体一端安装有底座，所述压电晶片朝向底座的一侧固定有柔性胶，另一侧固定有匹配层。

优选的，所述匹配层以密度1.16的环氧作为载体，按环氧：玻璃微珠：固化剂=1：（0.65～0.75）：（0.4～0.5）的比例添加玻璃微珠及固化剂，再按环氧：环氧硅烷偶联剂=1：（0.010～0.013）添加环氧硅烷偶联剂并真空均匀搅拌，分别在40℃±5℃经7～8小时、70℃±5℃经8～10小时固化而成。

优选的，通过点胶或刷胶的方法把搅拌后的膏状匹配层固定在压电晶片上，使匹配层与压电晶片的一侧表平面无间隙粘合，再通过加热使匹配层材料充分固化从而使匹配层与压电晶片成为一体。

优选的，所述壳体采用但不限于圆柱形或方形。

优选的，所述柔性胶固化后的邵氏硬度范围为A15～A40。

优选的，所述柔性胶是UV胶、硅胶或环氧胶中的一种。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明的超声波传感器，余振大幅度减少，减少了测量盲区。

2、本发明的匹配层材料与晶片粘接一体的方法使回波灵敏度得到提升。

3、本发明结构简单、成本增加低且性能大幅度提升。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为现有的超声波传感器结构示意图；

图2本发明的超声波传感器结构示意图；

图3是现有的超声波传感器在0.04米时的测量效果示意图；

图4是本发明的超声波传感器在0.04米时的测量效果示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的超声波传感器，包括壳体1及放置在壳体内的压电晶片2，所述壳体一端安装有底座3，所述压电晶片朝向底座的一侧固定有柔性胶5，另一侧固定有匹配层4。具体实施时，包括以下步骤。

第一步，以密度1.16的环氧作为载体，按环氧：玻璃微珠：固化剂=1：（0.65～0.75）：（0.4～0.5）的比例添加玻璃微珠及固化剂，再按环氧：环氧硅烷偶联剂=1：（0.010～0.013）添加环氧硅烷偶联剂并抽真空搅拌直至均匀，形成膏状的匹配层材料。

第二步，把壳体和晶片用特制工装夹具固定。保证晶片置于壳体中间，且离壳体端口距离为2.4+mm，以保证匹配层厚度。

第三步，把搅拌好的膏状匹配层材料用点胶或刷胶的方法固定在壳体中的晶片上，再分别在40℃±5℃经7～8小时、70℃±5℃经8～10小时固化。

第四步，通过研磨的方法使上述固化后的半成品的匹配层材料厚度为2.4+/-0.2mm，且工作面平整。

第五步，取出研磨后的半成品，在晶片上点柔性胶并固化。

第六步，安装底座并与晶片的引出导线焊接好。

第七步，再次填充柔性胶在底座与外壳间的空腔并固化，使底座与外壳固定。

如图3和4所示，分别为现有的超声波传感器和本发明的超声波传感器，在0.04米时的测量效果示意图。从图中可以看出，现有的超声波传感器（余振与一次回波混杂在一起，不易区分；本发明的超声波传感器，余振与一次回波一目了然，非常容易区分。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。