本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種測距用超聲波傳感器。

背景技術：

超聲波傳感器是利用超聲波技術研制而成的傳感器。與雷達、激光、CCD等測距技術相比，超聲波測距具有縱向分辨率高，適用范圍廣，方向性強，不受光線、電磁干擾，覆蓋面積大等優點。但是，由于自身結構的原因，國內現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)，受外界環境因素(例如粉塵、雨霧)影響大等缺點，從而限制了超聲波傳感器在測距領域得到更廣泛的應用。

技術實現要素：

本發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，受外界環境因素影響大等缺點，具有探測距離遠(最大可達到50米)，聲波利用率高，抗干擾能力強，測量精度高，使用壽命長，便于維護等優點。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

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、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，錐形收波器為空心結構，其內部填充吸聲材料；錐形收波器的外側設壓電陶瓷圓環，壓電陶瓷圓環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接線端子倉，兩者的連接面之間設有起阻尼作用的軟性墊片；接線端子倉內設接線端子板，壓電陶瓷圓環的正、負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構，下部為錐形結構；臺階結構的外表面具有上、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表面相配合，中級臺階面與喇叭形輻射倉的內表面相貼合，下級臺階面與壓電陶瓷圓環的內表面相貼合。

所述喇叭形輻射倉錐段筒體與壓電陶瓷圓環外表面之間的夾角為45°±3°。

所述錐形收波器錐形結構外表面與壓電陶瓷圓環內表面之間的夾角為45°±3°。

所述接線端子倉設有密封頂蓋，密封頂蓋上設有通孔供電纜通過。

所述喇叭形輻射倉頂部卡槽的外側沿周向設有多個螺栓孔，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之間通過膠粘接固定。

所述壓電陶瓷圓環外表面涂敷有防護膜。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)采用錐形收波器及喇叭形輻射倉內、外2個方向相反的圓錐面與壓電陶瓷圓環配合，使壓電陶瓷圓環內、外側聲波都能夠作為有效聲波進行輻射，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，能量大，探測距離遠；

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的余震，提高測量精度；

3)錐形收波器內部空間內設置了吸聲材料，可降低雜波干擾；

4)壓電陶瓷圓環外表面涂敷防護膜，大大延長了超聲波發生元件的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明所述一種測距用超聲波傳感器的結構示意圖。

圖中：1.喇叭形輻射倉 2.壓電陶瓷圓環 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

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

如圖1所示，本發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，錐形收波器3為空心結構，其內部填充吸聲材料8；錐形收波器3的外側設壓電陶瓷圓環2，壓電陶瓷圓環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的頂部設接線端子倉4，兩者的連接面之間設有起阻尼作用的軟性墊片7；接線端子倉4內設接線端子板，壓電陶瓷圓環2的正、負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的上部為臺階結構，下部為錐形結構；臺階結構的外表面具有上、中、下三級臺階面，其中上級臺階面與喇叭形輻射倉1的卡槽內表面相配合，中級臺階面與喇叭形輻射倉1的內表面相貼合，下級臺階面與壓電陶瓷圓環2的內表面相貼合。

所述喇叭形輻射倉1錐段筒體與壓電陶瓷圓環2外表面之間的夾角為45°±3°。

所述錐形收波器3錐形結構外表面與壓電陶瓷圓環2內表面之間的夾角為45°±3°。

所述接線端子倉4設有密封頂蓋5，密封頂蓋5上設有通孔供電纜通過。

所述喇叭形輻射倉1頂部卡槽的外側沿周向設有多個螺栓孔，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2之間通過膠粘接固定。

所述壓電陶瓷圓環2外表面涂敷有防護膜。

以下實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。

【實施例】

本實施例中，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不銹鋼材質制作。壓電陶瓷圓環2與錐形收波器3通過環氧樹脂膠粘接在一起，錐形收波器3的內部采用海綿填充，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2通入交流電后，通過壓電陶瓷圓環2的內側面和外側面發射超聲波，其中壓電陶瓷圓環2外側面發射的超聲波傳播到喇叭形輻射腔1的內側面后轉變方向然后沿傳感器軸線方向向外輻射；壓電陶瓷圓環2內側面發射的超聲波傳播到錐形收波器3的外側面后轉變方向，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，能量大，探測距離遠，最大探測距離可達到50米，遠遠高于國內同類產品的可探測距離。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。