[发明专利]超声换能器及电子设备

说明书

本发明提供一种超声换能器及电子设备。超声换能器包括保护壳、压电薄膜和膜层；保护壳内具有容纳腔，压电薄膜位于容纳腔内；保护壳上具有与容纳腔连通的出音口，出音口与压电薄膜相对；防水膜层覆盖在出音口上，膜层的其共振频率与超声换能器的工作频率相同。本发明提供的超声换能器，提高了超声换能器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及防水膜技术，尤其涉及一种超声换能器及电子设备。

背景技术

超声雷达通过超声波信号的发送与接收时间计算得到超声雷达到目标面的距离。超声雷达已经被广泛应用与自动泊车系统中。

随着消费类电子产品小型化的趋势越来越明显，多家公司推出了一种基于压电薄膜的超声换能器，来取代传统的车载超声雷达。这种超声换能器已经被应用于AR/VR，电子门锁以及扫地机器人。

但是，现有技术中超声换能器采用的防水方式，使超声换能器的灵敏度损耗较大。

发明内容

本发明提供一种超声换能器及电子设备，提高了超声换能器的灵敏度。

第一方面，本发明提供一种超声换能器，包括保护壳、压电薄膜和膜层；

保护壳内具有容纳腔，压电薄膜位于容纳腔内；

保护壳上具有与容纳腔连通的出音口，出音口与压电薄膜相对；

膜层覆盖在出音口上，膜层的共振频率与超声换能器的工作频率相同。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，膜层位于容纳腔内，且膜层与容纳腔的内壁连接；

或者，膜层位于保护壳上，且膜层与保护壳的外壁连接。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，膜层与容纳腔的内壁粘接；

或者，膜层与保护壳的外壁粘接。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，出音口为圆孔。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，膜层为防水膜，膜层为热塑性聚酯层。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，膜层具有孔隙，孔隙直径为0.4μm-0.44μm。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，膜层的厚度通过公式一和公式二计算；

其中，公式一中f_tp为膜层的共振频率，K_n为常数，K_n的数值为10.22，ρ为膜层的密度，d_m为膜层的厚度，R为出音口的半径；

公式二中，D_E为膜层的弯曲刚度，E为膜层的等效杨氏模量，d_m为膜层的厚度，μ为膜层的泊松比。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，保护壳包括底座和覆盖在底座上的壳罩，底座和壳罩共同形成容纳腔，出音口位于底座上。

在一种可能的实现方式中，本发明提供的超声换能器，还包括电路板和芯片；

压电薄膜和芯片与电路板电连接；

电路板连接在底座上；

压电薄膜和芯片上覆盖有封装层。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括电子设备本体和与电子设备本体连接的上述第一方面提供的超声换能器。