本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測距用超聲波傳感器。

背景技術(shù)：

超聲波傳感器是利用超聲波技術(shù)研制而成的傳感器。與雷達(dá)、激光、CCD等測距技術(shù)相比，超聲波測距具有縱向分辨率高，適用范圍廣，方向性強(qiáng)，不受光線、電磁干擾，覆蓋面積大等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于自身結(jié)構(gòu)的原因，國內(nèi)現(xiàn)有的測距用超聲波傳感器還存在探測距離短(一般不超過15米)，受外界環(huán)境因素(例如粉塵、雨霧)影響大等缺點(diǎn)，從而限制了超聲波傳感器在測距領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種測距用超聲波傳感器，克服了同類超聲波傳感器存在的探測距離短，受外界環(huán)境因素影響大等缺點(diǎn)，具有探測距離遠(yuǎn)(最大可達(dá)到50米)，聲波利用率高，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度高，使用壽命長，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種測距用超聲波傳感器，包括喇叭形輻射倉、壓電陶瓷圓環(huán)、錐形收波器和接線端子倉；所述錐形收波器通過喇叭形輻射倉頂部的卡槽固定在喇叭形輻射倉內(nèi)，錐形收波器為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部填充吸聲材料；錐形收波器的外側(cè)設(shè)壓電陶瓷圓環(huán)，壓電陶瓷圓環(huán)的底部延伸到喇叭形輻射倉的中下部；喇叭形輻射倉的頂部設(shè)接線端子倉，兩者的連接面之間設(shè)有起阻尼作用的軟性墊片；接線端子倉內(nèi)設(shè)接線端子板，壓電陶瓷圓環(huán)的正、負(fù)極分別連接接線端子并通過電纜連接外部交流電源。

所述喇叭形輻射倉頂部尺寸與接線端子倉的底板尺寸相配合，頂部中心位置設(shè)卡槽；喇叭形輻射倉的下部由依次連接的錐段筒體和直段筒體組成，壓電陶瓷圓環(huán)的底部延伸到直段筒體的上部。

所述錐形收波器的上部為臺階結(jié)構(gòu)，下部為錐形結(jié)構(gòu)；臺階結(jié)構(gòu)的外表面具有上、中、下三級臺階面，其中上級臺階面與喇叭形輻射倉的卡槽內(nèi)表面相配合，中級臺階面與喇叭形輻射倉的內(nèi)表面相貼合，下級臺階面與壓電陶瓷圓環(huán)的內(nèi)表面相貼合。

所述喇叭形輻射倉錐段筒體與壓電陶瓷圓環(huán)外表面之間的夾角為45°±3°。

所述錐形收波器錐形結(jié)構(gòu)外表面與壓電陶瓷圓環(huán)內(nèi)表面之間的夾角為45°±3°。

所述接線端子倉設(shè)有密封頂蓋，密封頂蓋上設(shè)有通孔供電纜通過。

所述喇叭形輻射倉頂部卡槽的外側(cè)沿周向設(shè)有多個螺栓孔，多個連接螺栓依次穿過接線端子倉底板、接線端子板、軟性墊片后固定在螺栓孔中。

所述錐形收波器與壓電陶瓷圓環(huán)之間通過膠粘接固定。

所述壓電陶瓷圓環(huán)外表面涂敷有防護(hù)膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)采用錐形收波器及喇叭形輻射倉內(nèi)、外2個方向相反的圓錐面與壓電陶瓷圓環(huán)配合，使壓電陶瓷圓環(huán)內(nèi)、外側(cè)聲波都能夠作為有效聲波進(jìn)行輻射，從而使聲波的利用率提高了一倍以上；而且向外輻射的超聲波方向性強(qiáng)，能量大，探測距離遠(yuǎn)；

2)喇叭形輻射腔與接線端子倉之間采用軟性墊片作為阻尼材料，可以減少壓電陶瓷圓環(huán)的余震，提高測量精度；

3)錐形收波器內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置了吸聲材料，可降低雜波干擾；

4)壓電陶瓷圓環(huán)外表面涂敷防護(hù)膜，大大延長了超聲波發(fā)生元件的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述一種測距用超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.喇叭形輻射倉 2.壓電陶瓷圓環(huán) 3.錐形收波器 4.接線端子倉 5.密封頂蓋 6.連接螺栓 7.軟性墊片 8.吸聲材料

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，本發(fā)明所述一種測距用超聲波傳感器，包括喇叭形輻射倉1、壓電陶瓷圓環(huán)2、錐形收波器3和接線端子倉4；所述錐形收波器3通過喇叭形輻射倉1頂部的卡槽固定在喇叭形輻射倉1內(nèi)，錐形收波器3為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部填充吸聲材料8；錐形收波器3的外側(cè)設(shè)壓電陶瓷圓環(huán)2，壓電陶瓷圓環(huán)2的底部延伸到喇叭形輻射倉1的中下部；喇叭形輻射倉1的頂部設(shè)接線端子倉4，兩者的連接面之間設(shè)有起阻尼作用的軟性墊片7；接線端子倉4內(nèi)設(shè)接線端子板，壓電陶瓷圓環(huán)2的正、負(fù)極分別連接接線端子并通過電纜連接外部交流電源。

所述喇叭形輻射倉1頂部尺寸與接線端子倉4的底板尺寸相配合，頂部中心位置設(shè)卡槽；喇叭形輻射倉1的下部由依次連接的錐段筒體和直段筒體組成，壓電陶瓷圓環(huán)2的底部延伸到直段筒體的上部。

所述錐形收波器3的上部為臺階結(jié)構(gòu)，下部為錐形結(jié)構(gòu)；臺階結(jié)構(gòu)的外表面具有上、中、下三級臺階面，其中上級臺階面與喇叭形輻射倉1的卡槽內(nèi)表面相配合，中級臺階面與喇叭形輻射倉1的內(nèi)表面相貼合，下級臺階面與壓電陶瓷圓環(huán)2的內(nèi)表面相貼合。

所述喇叭形輻射倉1錐段筒體與壓電陶瓷圓環(huán)2外表面之間的夾角為45°±3°。

所述錐形收波器3錐形結(jié)構(gòu)外表面與壓電陶瓷圓環(huán)2內(nèi)表面之間的夾角為45°±3°。

所述接線端子倉4設(shè)有密封頂蓋5，密封頂蓋5上設(shè)有通孔供電纜通過。

所述喇叭形輻射倉1頂部卡槽的外側(cè)沿周向設(shè)有多個螺栓孔，多個連接螺栓6依次穿過接線端子倉4底板、接線端子板、軟性墊片7后固定在螺栓孔中。

所述錐形收波器3與壓電陶瓷圓環(huán)2之間通過膠粘接固定。

所述壓電陶瓷圓環(huán)2外表面涂敷有防護(hù)膜。

以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。

【實(shí)施例】

本實(shí)施例中，喇叭形輻射倉1、錐形收波器3、接線端子倉4及密封頂蓋5均采用304不銹鋼材質(zhì)制作。壓電陶瓷圓環(huán)2與錐形收波器3通過環(huán)氧樹脂膠粘接在一起，錐形收波器3的內(nèi)部采用海綿填充，軟性墊片7采用三元乙丙橡膠墊片。

通過電纜向壓電陶瓷圓環(huán)2通入交流電后，通過壓電陶瓷圓環(huán)2的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面發(fā)射超聲波，其中壓電陶瓷圓環(huán)2外側(cè)面發(fā)射的超聲波傳播到喇叭形輻射腔1的內(nèi)側(cè)面后轉(zhuǎn)變方向然后沿傳感器軸線方向向外輻射；壓電陶瓷圓環(huán)2內(nèi)側(cè)面發(fā)射的超聲波傳播到錐形收波器3的外側(cè)面后轉(zhuǎn)變方向，然后也沿傳感器軸線方向向外輻射。輻射波能夠覆蓋喇叭形輻射倉1的最大截面，從而使超聲波的利用率大大提高。且匯聚后向外輻射的超聲波方向性強(qiáng)，能量大，探測距離遠(yuǎn)，最大探測距離可達(dá)到50米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)同類產(chǎn)品的可探測距離。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。