抗電磁幹擾的超聲波探頭的製作方法
2023-05-09 07:20:11 1
專利名稱：抗電磁幹擾的超聲波探頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲波探頭，特別涉及一種抗電磁幹擾的超聲波探頭。
背景技術：
超聲波探頭被廣泛的應用，常見應在於車輛的倒車雷達裝置，由於超聲波探頭使 用壓電陶瓷片，倒車雷達控制器會通過信號線組輸出一交變電壓至壓電陶瓷片，而交變電 壓頻率達超聲波範圍(約40KHz)時，周圍空氣會振動而向外發射超聲波信號。當超聲波信 號被阻擋物反射一回波至壓電陶瓷片時，該壓電陶瓷片會受振動而產生電流，而由信號線 組傳送至控制器，由控制器依據電流大小判斷阻擋物的遠近，進而對駕駛者進行警報。由於回波到達壓電陶瓷片的能量較小，只能在壓電陶瓷片產生微弱電壓 (2mV-5mV)，控制器難以對此如此小的電壓進行檢測，通常於前級電路中加入放大器(放大 增益約在500-1000)，以放大該電壓值進行檢測，但是如此一來卻又衍生另一缺點，如下所 述。請參閱圖10及圖11所示，為現有超聲波探頭的結構，其包含有一金屬罩體60，具有一開口 61 ；一壓電陶瓷片62，具有相對的第一及第二電極端面，其中該第一電極端面設置於 該金屬罩體60的內底面，而第二電極端面朝向金屬罩體開口 61 ；—信號線組63，包含有第一及第二信號線631、632，其中第一信號線631先固定於 一金屬套環64上，再通過該金屬套環64抵靠固定在該金屬罩體60的內側壁面上，令第一 信號線631與金屬罩體60通過該金屬套環64電連接，而第二信號線632則直接與該壓電 陶瓷片62電連接；一封膠65，自該金屬罩體60的開口 61處灌入，待凝固後將信號線組63、金屬套環 64及壓電陶瓷片62密封於金屬罩體60內，以防止水氣侵入。由上述說明超聲波探頭結構可知，該金屬罩體60內的壓電陶瓷片62用以對超聲 波能量與電能量進行轉換，而壓電陶瓷片62對於外界電磁波幹擾靈敏度高，然而金屬罩體 60開口 61僅由封膠65密封，並無法阻擋自金屬罩體開口 61進入的電磁幹擾信號，一旦因 此而使壓電陶瓷片62電壓包含噪聲，則一經控制器前級放大電路放大後，會導致超聲波探 頭探測信號不準確，提供不準確的警示信息；因此，針對目前超聲波探頭的設計有必要進一 步改良。
發明內容
本發明的目的在於，解決現有超聲波探頭易受電磁幹擾信號的影響，探測信號不 準確的技術問題。欲達上述目的本發明提供抗電磁幹擾的超聲波探頭，該超聲波探頭包含有一金屬罩體，具有一開口 ；一壓電陶瓷片，具有相對的第一及第二電極端面，其中該第一電極端面朝向金屬
4罩體開口，而第二電極端面設置於該金屬罩體的內底面；一金屬屏蔽層，與該金屬罩體連接，將壓電陶瓷片包覆於金屬屏蔽層與金屬罩體 內；一信號線組，包含有第一及第二信號線，其中第一信號線為電絕緣地穿過金屬屏 蔽層與該壓電陶瓷片的第一電極端面電連接，而第二信號線則與該金屬屏蔽層電連接；及一封膠，自該金屬罩體的開口處灌入凝固。本發明的有益效果在於，上述超聲波探頭主要令壓電陶瓷片被該金屬屏蔽層與金 屬罩體包覆，由於該金屬屏蔽層與其中第二信號線電連接，且同時該金屬屏蔽層兼作該信 號線與壓電陶瓷片第二電極端面之間的導電媒體，故當超聲波探頭的信號線組進行信號傳 送時，該金屬屏蔽層即帶電，使包覆超聲波探頭的該金屬屏蔽層與金屬罩體通電，而能有效 地為壓電陶瓷片遮蔽自開口進入的電磁幹擾信號，能更準確探測超聲波信號，進而有效提 升探測超聲波信號準確度，以及對外發射足夠且精準的超聲波能量。
圖1為本發明一較佳實施例的立體外觀圖；圖2為本發明一較佳實施例的部分立體分解圖；圖3為圖1的局部縱向剖面圖；圖4為圖1的縱向剖面圖；圖5為本發明第二較佳實施例的局部縱向剖面圖；圖6為本發明第三較佳實施例的局部縱向剖面圖；圖7為本發明第四較佳實施例的局部縱向剖面圖；圖8為本發明第五較佳實施例的的局部縱向剖面圖；圖9為本發明第六較佳實施例的的局部縱向剖面圖；圖10為現有超聲波探頭的局部縱向剖面圖；圖11為現有超聲波探頭的縱向剖面圖。附圖標記說明10-金屬罩體；11-開口 ； 12-電磁波；20-壓電陶瓷片；21-第一電極端面；22-第 二電極端面；30、30a、30b-金屬屏蔽層；31-金屬圓框；32-金屬線；33-電絕緣板；34-金屬 塗層；35-電絕緣網；36-金屬塗層；37-金屬片體；40-信號線組；41-第一信號線；42-第二 信號線；50-封膠；60-金屬罩體；61-開口 ；62-壓電陶瓷片；63-信號線組；631-第一信號 線；632-第二信號線；64-金屬套環；65-封膠；66-電磁波。
具體實施例方式首先請參閱圖1至圖4所示，本發明超聲波探頭的第一較佳實施例包含有一金屬罩體10，具有一開口 11 ；於本實施例中該金屬罩體呈一中空圓柱體；一壓電陶瓷片20，具有相對的第一及第二電極端面21、22，其中該第一電極端面 21朝向金屬罩體開口 11，而該第二電極端面22設置於該金屬罩體20的內底面；於本實施 例中，該第一電極端面21為高電位電極端面，而第二電極端面22則為低電位電極端面；一金屬屏蔽層30，連接至該金屬罩體10，與該金屬罩體10將該壓電陶瓷片20包
5覆於其中；於本實施例中，該金屬屏蔽層30固定於金屬罩體10內側壁，且位於該金屬罩體 開口 11與壓電陶瓷片20之間；於本實施例中該金屬屏蔽層30由一金屬圓框31及多個橫 縱交錯排列金屬線32構成，所述金屬圓框31固定於金屬罩體10內側壁，所述金屬線32固 定於金屬圓框31中；亦或該金屬屏蔽層30a可為一金屬片體37 (如圖5所示)，又或該金 屬屏蔽層30b可為一外部包覆有金屬塗層34的電絕緣板33 (如圖6所示)，亦或該金屬屏 蔽層30c是外層包覆有金屬塗層36的電絕緣網35 (如圖7所示)；再配合參閱圖8所示， 該金屬屏蔽層30直接蓋合於該金屬罩體10開口 11，亦能將該壓電陶瓷片20包覆於其中， 該金屬屏蔽層30由一金屬圓框31及多個橫縱交錯排列金屬線32構成，或如圖9所示，該 金屬屏蔽層30為一金屬圓框31上再設置一金屬片體37 ；一信號線組40，包含有第一及第二信號線41、42，其中第一信號線41則電絕緣地 穿過金屬屏蔽層30與該壓電陶瓷片20的第一電極端面41電連接，而第二信號線42與該 金屬屏蔽層30電連接；於本實施例中該信號線組40為雙絞線，其中第一信號線41為高電 位信號線，而第二信號線42則為低電位信號線，且先電絕緣穿過金屬屏蔽層30後再與金屬 屏蔽層30的金屬圓框31電連接；及一封膠50，自該金屬罩體的開口 11處灌入，待凝固後將信號線組40、金屬屏蔽層 30及壓電陶瓷片20密封於金屬罩體10內。上述超聲波探頭實施例主要於將一金屬屏蔽層30設置於該金屬罩體10的開口 11 與壓電陶瓷片20之間設置，由於壓電陶瓷片20的第一及第二電極端面21、22必須與第一 及第二信號線41、42對應電連接，故第一電極端面21直接與第一信號線41連接，而第二信 號線42則連接於金屬屏蔽層30上，再通過金屬屏蔽層30固定於金屬罩體10內側壁，而間 接與連接於金屬罩體10內底面的第二電極端面22與第二信號線42電連接；由上述實施例 可知，該金屬屏蔽層30除了作為第二信號線42與壓電陶瓷片20第二電極端面22之間的 導電媒體外，更與金屬罩體10構成一包覆式屏蔽層，以將金屬罩體10內的壓電陶瓷片20 與外界電磁幹擾信號予以遮蔽隔離，令壓電陶瓷片不受外界電磁信號幹擾。由上述說明可知，本發明超聲波探頭確實因隔絕電磁信號的幹擾，而能有效提升 探測超聲波信號準確度，以及對外發射足夠且精準的超聲波能量。以上對本發明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業技術人員理解，在權利要 求限定的精神與範圍之內可對其進行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發明的 保護範圍內。
權利要求
一種抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，包含有一金屬罩體，具有一開口；一壓電陶瓷片，具有相對的第一及第二電極端面，其中該第一電極端面朝向金屬罩體開口，而第二電極端面則設置於該金屬罩體的內底面；一金屬屏蔽層，連接至該金屬罩體，與該金屬罩體將該壓電陶瓷片包覆於其中；一信號線組，包含有第一及第二信號線，其中第一信號線電絕緣地穿過該金屬屏蔽層與該壓電陶瓷片的第一電極端面電連接，而第二信號線則與該金屬屏蔽層電連接；及封膠，自該金屬罩體的開口處灌入，待凝固後將該信號線組、該金屬屏蔽層及該壓電陶瓷片密封於金屬罩體內。
2.如權利要求1所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層固定於 金屬罩體內側壁且位於該金屬罩體開口與壓電陶瓷片之間。
3.如權利要求1所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層蓋合於 該金屬罩體開口。
4.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該第一電極 端面為高電位電極端面，而第二電極端面則為低電位電極端面，而該第一信號線為高電位 信號線，而第二信號線則為低電位信號線。
5.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽 層包含有一金屬圓框，固定於該金屬罩體內側壁上；及多個金屬線，橫縱交錯排列固定於該金屬圓框中。
6.如權利要求4所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層包含有一金屬圓框，固定於金屬罩體內側壁上；及多個金屬線，橫縱交錯排列固定於金屬圓框中。
7.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層為一金屬板。
8.如權利要求4所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層為一金 屬板。
9.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽 層為一外層塗布有金屬塗層的電絕緣板。
10.如權利要求4所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層為一外 層塗布有金屬塗層的電絕緣板。
11.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏 蔽層為一外層塗布有金屬塗層的電絕緣網。
12.如權利要求11項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該金屬屏蔽層為 一外層塗布有金屬塗層的電絕緣網。
13.如權利要求5所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該第二信號線為電絕 緣穿過所述橫縱交錯排列的金屬線，並與該金屬屏蔽層的金屬圓框電連接。
14.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，該金屬罩體呈一中空圓 柱體。
15.如權利要求1至3任一項所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該信號線 組為雙絞線。
16.如權利要求13所述的抗電磁幹擾的超聲波探頭，其特徵在於，該信號線組為雙絞線。
全文摘要
本發明關於一種抗電磁幹擾的超聲波探頭，包含有一金屬罩體、一壓電陶瓷片、一金屬屏蔽層、一信號線組及封膠，其中該壓電陶瓷片的第一電極端面連接於該金屬罩體的內底面，而第二電極端面則與信號線組的一信號線電連接，又該金屬屏蔽層連接至該金屬罩體，將設置該壓電陶瓷片包覆於金屬屏蔽層與金屬罩體中，又該金屬屏蔽層與該信號線組的另一信號線電連接，因此除了壓電陶瓷片的第二端面能與另一信號線電連接外，由於該金屬屏蔽層及金屬罩均能與其中一信號線電連接，將欲傳輸至壓電陶瓷片的幹擾電磁信號予以遮蔽隔離，不對壓電陶瓷片造成影響。
文檔編號G01N29/24GK101852776SQ20091013335
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者李世雄 申請人:李世雄