一种检知器及超声波探头结构

技术领域

本发明涉及超声波探头技术领域，具体涉及一种检知器及超声波探头结构。

背景技术

超声波探头利用压电陶瓷片作为换能器件实现超声波的发射和接收。给探头压电陶瓷片施加一定的超音频电信号，压电陶瓷片将电能转换成声能发送超声波。当接收到回波时，回波作用于探头压电陶瓷片，压电陶瓷片将声能转换成电信号，微弱的电信号经过放大后送电路进行处理。

超声波探头实现压电转换的关键器件是检知器，在每次发射超声波振动后，由于固有特性，检知器会维持一段时间的振动，直到检知器表面的振动趋于平静，行业内将这段时间称之为余振。

一般在实际使用过程中，超声波探头既用来发射超声波，也用来接收超声波。但是由于余振的存在，检知器在余振时间内无法进行有效的接收回波，就会存在近距离盲区问题，无法实现全距离的有效探测。近距离盲区是指：当超声波碰到近距离障碍物时，由于时间差较短，仍存在余振，产生的回波无法被检知器准确检测到，所以会导致近距离障碍物被漏检的情况。

本设计人针对上述存在的问题进行深入构思，遂产生本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效解决近距离盲区问题，实现全距离检测的检知器及超声波探头结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种检知器结构，其包括壳体以及设置在壳体上的第一换能器和第二换能器，所述第一换能器用于发射或接收超声波，所述第二换能器用于发射或接收超声波；所述第一换能器和第二换能器之间存在间距。

所述第一换能器和第二换能器之间设有阻尼单元，该阻尼单元用于阻隔第一换能器或第二换能器的振动。

所述第一换能器和第二换能器呈同心设置，所述第一换能器呈环形结构，所述第二换能器设置在第一换能器的环形内。

所述第一换能器和第二换能器呈并排设置。

所述检知器设有三个与外部连接的PIN针，其中两个PIN针分别连接第一换能器和第二换能器，用于输入驱动信号或者接收超声波回波信号；另外一个PIN针作为接地引脚均连接第一换能器和第二换能器。

所述检知器设有四个与外部连接的PIN针，其中两个PIN针连接第一换能器，另外两个PIN针连接第二换能器。

一种超声波探头结构，其包括端子座、电路板以及如上所述的检知器，所述电路板和检知器设置在端子座内，且所述检知器连接电路板。

采用上述方案后，本发明在检知器端对超声波探头进行改进，使得该超声波探头能够同时发射和接收超声波，有效解决了近距离盲区的问题，实现了全距离的检测。而且，由于在检知器端即可实现同时收发信号，超声波的发射位置与接收回波的位置很接近，所以能够精准地接收回波信号，进而能准确地判断出前方障碍物的距离和位置。

附图说明

图1为超声波探头的分解结构示意图；

图2为第一实施例的检知器结构示意图；

图3为第一实施例的检知器结构分解示意图；

图4为第一实施例的检知器结构示意图；

图5为第一实施例的检知器结构分解示意图；

图6为第一实施例的检知器剖视图；

图7-10分别为第一实施例的检知器的主视图、俯视图、仰视图和侧视图；

图11为第二实施例的检知器结构示意图；

图12为第二实施例的检知器结构分解示意图；

图13为第二实施例的检知器剖视图；

图14-16分别为第二实施例的检知器的主视图、俯视图和侧视图；

图17为第三实施例的检知器结构示意图；

图18为第三实施例的检知器结构分解示意图；

图19为第三实施例的检知器剖视图；

图20-22分别为第三实施例的检知器的主视图、俯视图和侧视图。

标号说明：

端子座10；电路板20；检知器30；

壳体31；第一换能器32；第二换能器33；阻尼单元34；PIN针35。

具体实施方式

针对现有超声波探头存在的近距离盲区问题，本发明提出了一种可以在余振时间内有效接收回波信号的超声波探头，如图1所示，该超声波探头包括端子座10、电路板20以及检知器30，其中，检知器30连接电路板20，并用电路板20一起设置在端子座10上。该超声波探头的电路板20产生驱动信号，发送到检知器30，检知器30接收驱动信号后向外发射超声波，同时，检知器30还会接收回波，并将回波转换成电信号发送到电路板20上进行处理。该超声波探头之所以能够同时发射和接收超声波，关键在于本发明在检知器30上进行了改进。

具体地，如图2-3所示，本发明改进的检知器30结构包括壳体31以及设置在壳体31上的第一换能器32和第二换能器33，该第一换能器32和第二换能器33之间存在间距。第一换能器32和第二换能器33均连接电路板20，所以第一换能器32和第二换能器33均可以用于发射或接收超声波。第一换能器32和第二换能器33之间发射接收工作是独立的，所以可以设置其中一个换能器发射超声波，另外一个换能器接收回波。本发明在第一换能器32和第二换能器33之间设置一定的间距，以保证两个换能器之间不互相影响。由于两个换能器之间互不影响，所以一个检知器30就可以同时收发超声波，从而有效解决了近距离盲区的问题，实现全距离检测。在具体使用过程中，可以根据实际的使用需求将第一换能器32和第二换能器33设置成不同的工作模式。例如，第一换能器32和第二换能器33中的一个用来发射超声波，另一个用来接收回波；或者第一换能器32和第二换能器33中的一个用来发射和接收超声波（发射完成后再进行接收），另外一个用来接收回波；再或者第一换能器32和第二换能器33均用来发射和接收超声波。

如图4-22所示，为了进一步保证第一换能器32和第二换能器33的相对独立性，第一换能器32和第二换能器33之间设有阻尼单元34，该阻尼单元34用于阻隔第一换能器32或第二换能器33的振动。例如，当第一换能器32用于发射超声波而产生振动时，该阻尼单元34可以有效防止第一换能器32产生的振动影响到第二换能器33。同样，该阻尼单元34也可以有效防止第二换能器33产生的振动影响到第一换能器32。阻尼单元34与壳体31可以为一体设计，也可以分别设置。本实施例中，阻尼单元34与壳体31一体设计，除了阻隔第一换能器32和第二换能器33，还充当着壳体31，将第一换能器32和第二换能器33限定在一定的区域内。

第一换能器32和第二换能器33的形状及位置可以根据具体的使用场景进行适应性地改变。如图4-10所示，第一换能器32和第二换能器33呈同心设置。具体地，第一换能器32呈环形结构，所述第二换能器33为圆形结构，第一换能器32和第二换能器33组成同心圆，并通过阻尼单元34将第一换能器32和第二换能器33阻隔开。当然，第一换能器32和第二换能器33也可以设置为方形、多边形等形状。再如图11-22所示，换能器和第二换能器33呈并排设置。图11-16所示的检知器30中，第一换能器32和第二换能器33均为半圆形结构，左右布置后，中间通过阻尼单元34隔开。第一换能器32、第二换能器33以及阻尼单元34配合形成一个圆形。而图17-22所示的检知器30中，第一换能器32和第二换能器33均为圆形，左右布置，阻隔单元包裹第一换能器32和第二换能器33并将两者阻隔开，整体外观呈椭圆形。

第一换能器32和第二换能器33是通过PIN针与电路板20连接，所以检知器30一般设有三个或者四个与电路板20连接的PIN针。当检知器30设有三个PIN针时，其中两个PIN针分别连接第一换能器32和第二换能器33，用于输入驱动信号或者传送超声波回波信号；另外一个PIN针作为接地引脚均连接第一换能器32和第二换能器33。当检知器30设有四个PIN针时，其中两个PIN针连接第一换能器32，另外两个PIN针连接第二换能器33。第一换能器32和第二换能器33通过其中一个PIN针输入驱动信号或者传送超声波回波信号。

综上，本发明的关键在于，本发明在检知器30端对超声波探头进行改进，使得该超声波探头能够同时发射和接收超声波，有效解决了近距离盲区的问题，实现了全距离的检测。而且，由于在检知器30端即可实现同时收发信号，超声波的发射位置与接收回波的位置很接近，所以能够精准地接收回波信号，进而能准确地判断出前方障碍物的距离和位置。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。