[实用新型]一种传感器结构

说明书

本实用新型公开了一种传感器结构，涉及传感器结构技术领域，包括依次连接的波发送器、波接收器、控制器，其中波发送器包括相互连接的发送器、第一换能器；波接收器包括相互连接的第二换能器、放大电路；第一、第二换能器均包括前壳体；后壳体，其为缩颈结构，其横截面较小的一端与前壳体的顶部端面连接；压电陶瓷组件；吸波材料；两条电极引线；当对第一换能器施加电压信号，第一换能器中的两条电极引线将该电压信号传送给压电陶瓷组件，则吸波材料吸收经压电陶瓷组件转换后的超声波信号并配合后壳体横截面较大的一端将超声波信号传递给第二换能器中的压电陶瓷组件。本实用新型实现了超声传感器内部中由金属材料制成的超声波换能器的连接装配。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种气体超声波传感器结构。

背景技术

近十几年来，超声波技术的发展非常迅速，已经深入遍布到各行各业，并不断地扩大到新的应用领域，使得超声波传感器的应用越来越广泛。

超声波传感器由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波信号进行检测。

可以看出，超声波换能器作为超声波传感器内部的一个重要器件，其使用频次也越来越高。超声波换能器主要包括外壳、声窗 (匹配层)、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆、接收器等几大部分构成。其中，压电陶瓷圆盘换能器起到的作用和一般的换能器相同，主要用于发射并接受超声波；而在压电陶瓷圆盘换能器的上面是接收器，主要由引出电缆、换能器、金属圆环和橡胶垫圈组成，用作超声波接收器，接受压电陶瓷圆盘换能器频带外产生的多普勒回拨信号。

使用超声波换能器主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配，其次是机械安装和配合尺寸。并且由于超声波技术所应用的行业领域众多，为了满足错综复杂的工况环境需求，对超声波换能器的性能参数要求也越来越高，尤其是气体超声波换能器在各个固、气、媒介界面的反射系数以及声阻抗等物理特性相差很大，极易导致阻抗失配，能量穿透率低等难点，为了满足输入输出端的阻抗匹配，以及为了实现装配需求，现有的超声波换能器结构大多只能实现非金属结构之间的连接装配，而非金属结构的气体超声波换能器的连接端面会导致超声波换能器在耐压、耐腐蚀等性能方面产生一定的不足。

实用新型内容

为了解决现有的传感器中的超声波换能器大多只能实现非金属结构之间的连接装配，本实用新型的目的在于提供一种传感器结构，能满足金属材料之间的连接，实现了超声波换能器能够在高压、高低温、腐蚀等苛刻工况环境下稳定测量使用。

本实用新型提供了一种传感器结构，包括依次连接的波发送器、波接收器、控制器，其中波发送器包括相互连接的发送器、第一换能器；波接收器包括相互连接的第二换能器、放大电路，所述第一、第二换能器均包括：

前壳体；

后壳体，其为缩颈结构，其横截面较小的一端与前壳体的顶部端面装配连接，另一端设有过线孔；

压电陶瓷组件，固定设在前壳体内部；

吸波材料，浇注在前壳体的内腔中；

两条电极引线，分别从后壳体的一端依次过线孔后与压电陶瓷组件的两个电极端连接，并灌封于灌注槽内；

当对所述第一换能器施加电压信号，则所述第一换能器中的两条电极引线将该电压信号传送给所述第一换能器中的压电陶瓷组件，则该压电陶瓷组件将电振动信号转换成超声波信号并进行辐射传播，则所述第一换能器中的吸波材料吸收超声波信号并配合后壳体横截面较大的一端将超声波信号传递给所述第二换能器中的压电陶瓷组件。

进一步地，所述压电陶瓷组件，包括：