超声波传感器壳体及其超声波传感器的制作方法

本技术涉及超声波传感器技术。

背景技术：

1、超声波传感器包括一个由金属材料制成的壳体以及压电组件。壳体具有一端开口的空腔，压电组件设置在空腔内，电流流过压电组件时，压电组件会将电能转换成机械能，带动金属壳体的底板(底板也被称为振膜)产生形变，发射出超声波。超声波遇到障碍物时反射回超声波传感器，通过超声波接收与发射的时间差关系可以判断障碍物的距离及大小等物理信息。

2、近年来，超声波传感器已被广泛地应用在倒车雷达或探测汽车周围的障碍物等方面，有效地提升了行车安全。这些应用要求超声波传感器具有较大的水平探测角度和较远的探测距离，同时也要求超声波传感器具有较小的垂直探测角度θ，以减少探测到地面的反射波信号而产生误报的现象。图1示出了安装在车辆上的超声波传感器的垂直探测角度θ。

3、如图2和图3所示，在申请号为09/897,569、发明名称为“超声波测距传感器(ultrasound sensor for distance measurement)”的美国专利申请中，为了产生不等向的指向性，超声波传感器的壳体100a设置了梯形形状的空腔11a。空腔11a的底面与圆形压电片20a贴合，压电片20a与电线201a相连，以传输信号。压电片20a依次覆盖梯形形状的硅树脂橡胶12a、毛毡13a和软木14a作为隔离，最后涂上硅树脂橡胶层15a作密封。由于空腔被设计为梯形，使得传感器的垂直探测范围上方呈现拱形形状，下方则平坦地接近地面。但是，梯形形状的空腔以及填充材料增加了加工制造的难度以及制造成本。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种超声波壳体及其超声波传感器，其在保证水平探测角度与垂直探测角度之比较大的情况下，提高了传感器的声压值(spl)，且易于制造。

2、第一方面，本实用新型提供了一种超声波传感器壳体，壳体具有开口于壳体前端面的空腔，空腔的横截面呈矩形，空腔由空腔底壁、两个相对的长边侧壁和两个相对的短边侧壁共同围成，两个长边侧壁对称地分别设有两个第一凹陷，两个第一凹陷对称地分别位于空腔的短边方向中心线的两侧，各第一凹陷沿空腔的深度方向延伸，各第一凹陷的边缘为圆弧形或椭圆弧形。

3、第二方面，本实用新型还提供了一种超声波传感器，包括压电元件和上述的超声波传感器壳体；压电元件设置在超声波传感器壳体的空腔中，并固定于空腔底壁。

4、本实用新型至少具有以下优点：

5、1、本实用新型实施例的超声波传感器壳体通过在矩形空腔的两个长边侧壁对称地分别设置两个第一凹陷，能够在保证水平探测角度与垂直探测角度之比较大的情况下，提高传感器的声压值，从而做到了在增加传感器探测距离的同时，减少了因地面反射波信号引起的误报现象；

6、2、本实用新型实施例的超声波传感器壳体的空腔形状为矩形，第一凹陷的形状为圆弧形或椭圆弧形，易于加工制造，并能降低制造成本。

技术特征：

1.一种超声波传感器壳体，所述壳体具有开口于壳体前端面的空腔，所述空腔的横截面呈矩形，所述空腔由空腔底壁、两个相对的长边侧壁和两个相对的短边侧壁共同围成，其特征在于，两个所述长边侧壁对称地分别设有两个第一凹陷，所述两个第一凹陷对称地分别位于所述空腔的短边方向中心线的两侧，各所述第一凹陷沿所述空腔的深度方向延伸，各所述第一凹陷的边缘为圆弧形或椭圆弧形。

2.根据权利要求1所述的超声波传感器壳体，其特征在于，各所述第一凹陷沿所述空腔的整个深度方向连续地延伸。

3.根据权利要求1所述的超声波传感器壳体，其特征在于，所述两个第一凹陷的中心线之间的间距为2mm～6mm。

4.根据权利要求1所述的超声波传感器壳体，其特征在于，两个所述长边侧壁对称地分别设有一个第二凹陷，各所述第二凹陷自所述壳体的前端面沿所述空腔的深度方向延伸，且第二凹陷的延伸长度小于所述空腔的深度，第二凹陷的延伸长度为2mm～6mm；各所述第二凹陷的边缘为圆弧形或椭圆弧形，所述第二凹陷凹入所述长边侧壁的深度大于所述第一凹陷凹入所述长边侧壁的深度；

5.根据权利要求4所述的超声波传感器壳体，其特征在于，各所述第二凹陷的中心线与所述空腔的短边方向中心线位于同一条直线。

6.根据权利要求4所述的超声波传感器壳体，其特征在于，所述超声波传感器壳体包括圆柱形的壳体主体，所述壳体主体的直径为15.4mm～15.5mm，所述空腔的宽度小于9mm；

7.根据权利要求1所述的超声波传感器壳体，其特征在于，所述矩形的每条短边的形状为向外凸出的圆弧形。

8.根据权利要求1所述的超声波传感器壳体，其特征在于，所述超声波传感器壳体的材质为金属。

9.一种超声波传感器，包括压电元件，其特征在于，所述超声波传感器包括如权利要求1至8任意一项所述的超声波传感器壳体；

技术总结
一种超声波传感器壳体及其超声波传感器。该超声波传感器壳体具有开口于壳体前端面的空腔，空腔的横截面呈矩形，空腔由空腔底壁、两个相对的长边侧壁和两个相对的短边侧壁共同围成，两个长边侧壁对称地分别设有两个第一凹陷，两个第一凹陷对称地分别位于空腔的短边方向中心线的两侧，各第一凹陷沿空腔的深度方向延伸，各第一凹陷的边缘为圆弧形或椭圆弧形。本技术在保证水平探测角度与垂直探测角度之比较大的情况下，提高了传感器的声压值，且易于制造。

技术研发人员：李易展,高铭扬
受保护的技术使用者：嘉兴科赛思智控技术有限公司
技术研发日：20230516
技术公布日：2024/1/15