专利名称：一种喇叭型超声波传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测距用喇叭型超声波传感器，属于物位测量技术领域。
技术背景现有的用于物位测量的超声波测距仪、超声波物位计等所使用的超声波传感器通常采用夹心式换能器制作，夹心式换能器由压电陶瓷片及前后电极构成，对于大量程的传感器来讲，要求压电陶瓷片的截面积很大，厚度也大，前后粘附的电极也相应增大，这样的超声波传感器制作比较困难，成本高，其重量也大，工作时需要上千伏的电压驱动，对电路的要求较高。
实用新型内容本实用新型提出了一种新的超声波传感器结构，具有重量轻、制作容易、驱动电压低的特点，而且性能良好。
该结构的传感器由压电陶瓷圆环及喇叭型辐射腔构成，压电陶瓷圆环安装在辐射腔的中间底部，辐射腔内侧面相对成约90度圆角，其偏差应小于3度，即与喇叭型辐射腔中心线处于同一平面的辐射腔内侧面上任意两条线段相对成约90度角，其偏差小于3度，压电陶瓷圆环通过其侧面发射超声波，声波传播到喇叭型辐射腔的内侧面转变方向后向外辐射。压电陶瓷圆环的外侧表面由塑料或橡胶等材料包敷，以保护圆环外侧的金属膜；压电陶瓷圆环的内侧全部或部分粘附或填充软性阻尼材料，以减小压电陶瓷圆环在发射完超声波后的余振，阻尼材料使用的越多，阻尼作用越大，压电陶瓷圆环的余振越小，而发射及接受信号的能力也相应减低。可以选择橡胶作为阻尼材料，如丁腈橡胶等。
压电陶瓷圆环内侧粘附或填充软性阻尼材料后仍存在有一定的空间，需要对该空间进行处理，因为在该空间内存在由压电陶瓷圆环内侧产生的超声波，这部分声波会影响整个喇叭型超声波传感器的性能，干扰有用信号的正常接收，采用如下两种方式能够减小或消除上述影响。方式一，在压电陶瓷圆环内侧余下的空间内放置吸声材料(如海绵)以吸收内侧产生的超声波。方式二，在压电陶瓷圆环内侧余下的空间内安放任意形状的物质，用以调整余下空间内的超声波声场，减小其对有用信号的干扰。该物质为片状时，其表面积大于空间表面积的十分之一为佳，并且与空间内侧及底部留有空隙；该物质为其他形状时，其体积大于空间容积的5％，并且其高度大于3毫米为佳。
由于这种结构的喇叭型超声波传感器主要是通过压电陶瓷圆环的外侧面向外发射超声波，圆环的外侧面面积较大，因而向外辐射的超声波能量也较大，使传感器具有较大的量程，而这种结构喇叭型超声波传感器制作是容易的，重量轻，驱动电压低，制作成本低。
图1为本实用新型喇叭型超声波传感器具体实施例基本结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施例。
如图1所示，本实用新型的喇叭型超声波传感器由压电陶瓷圆环1及喇叭型辐射腔2构成，压电陶瓷圆环1通过粘接安装在喇叭型辐射腔2的中间底部，压电陶瓷圆环1的外侧表面由不饱和树脂3包敷，树脂3的厚度为2毫米，压电陶瓷圆环1的内侧面由生橡胶4粘附，余下的空间由海棉5填充，喇叭型辐射腔2内侧面相对成90度圆角，即与喇叭型辐射腔2中心线处于同一平面的辐射腔内表面上任意两条线段相对成90度角，压电陶瓷圆环1上部安装有PVC塑料上盖6。
权利要求1.一种喇叭型超声波传感器，由压电陶瓷圆环(1)及喇叭型辐射腔(2)构成，其特征是压电陶瓷圆环(1)安装在喇叭型辐射腔(2)的中间底部，压电陶瓷圆环(1)的外侧表面由塑料或橡胶等材料(3)包敷，压电陶瓷圆环(1)的内侧全部或部分粘附或填充软性阻尼材料(4)，喇叭型辐射腔(2)内侧面相对成约90度圆角，其偏差小于3度，即与喇叭型辐射腔(2)中心线处于同一平面的辐射腔内侧面上任意两条线段相对成约90度角，其偏差小于3度，在压电陶瓷圆环(1)内侧余下的空间内放置有吸声材料或任意形状的物质。
专利摘要一种测距用喇叭型超声波传感器，由压电陶瓷圆环及喇叭型辐射腔构成，压电陶瓷圆环安装在喇叭型辐射腔的中间底部，压电陶瓷圆环的外侧表面由塑料或橡胶等材料包敷，压电陶瓷圆环的内侧全部或部分粘附或填充软性阻尼材料，喇叭型辐射腔内侧面相对成90度圆角，即与喇叭型辐射腔中心线处于同一平面的辐射腔内侧面上任意两条线段成90度角，压电陶瓷圆环(1)内侧余下的空间放置有吸声材料或任意形状的物质。采用上述设计的传感器具有较大的量程，制作容易，重量轻，驱动电压低，制作成本低。
文档编号G01F23/296GK2715123SQ200420077308
公开日2005年8月3日 申请日期2004年7月20日 优先权日2004年7月20日
发明者董志伟 申请人:董志伟