一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构的制作方法

1.本实用新型涉及超声波领域，特别涉及一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构。


背景技术：

2.超声波传感器能够将输入电压转化为超声频率的振动。该超声频率的振动通过声学窗口辐射出去，形成在空气或其他介质中传播的超声波。通过对超声波的传播时间、传播能量进行测量，可以推算出介质的流量、物体的距离等信息。因此，超声波传感器被广泛的应用于仪器仪表、智能装备和高端医疗设备等领域。
3.一般情况下，超声波传感器产生的振动不仅会从声学窗口辐射出去，而且也会从固定超声波传感器的固体结构上传播出去，并且在固定结构上来回反射形成杂散波，这会增加超声波信号中的噪音，从而降低超声波传感器的信噪比。
4.目前，大多数探头采用的都是橡胶或者硅胶材料作为超声波传感器与固定结构的连接件，从一定程度上依靠橡胶等材料的阻尼减少了杂散波。然而，橡胶材料虽然能够在一个很广泛的频率范围内对大部分通过其传播的振动起到衰减作用，但在实际应用中，橡胶等阻尼材料会出现漏频的现象，既在某些频率范围内的振动会衰减较少的通过橡胶，在某些情况下，这些振动会回到超声波探头中，进而降低了信噪比。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，提高了信噪比。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，包括内层和外层，在所述内层和所述外层之间设置有声阻尼层。
8.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，所述声阻尼层由多层声学阻尼材料构成。
9.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，由所述内层至所述外层，各层所述声学阻尼材料的阻尼频率范围从低频到高频依次分布。
10.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，相邻的两层所述声学阻尼材料之间由胶水层粘结在一起。
11.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，所述胶水层的厚度小于0.3mm。
12.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，每层所述声学阻尼材料的厚度为0.1mm-0.5mm。
13.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，所述内层的材质为聚氨酯泡沫、聚酯材料和泡沫中的一种或多种，所述内层的厚度为0.5mm，
14.所述外层的材质为橡胶、硅胶、和软木中的一种或多种，所述外层的厚度为0.3mm。
15.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，所述声阻尼层的整体厚度为1mm-3mm。
16.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，共有4-6层声学阻尼材料。
17.进一步地，在上述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构中，多层声学阻尼材料分别为软木、聚氨酯泡沫、聚酯材料、泡沫、硅胶、橡胶材料。
18.分析可知，本实用新型公开一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，提高了信噪比。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
20.图1本实用新型一实施例的结构示意图。
21.附图标记说明：1、超声波传感器；2、内层；3、声阻尼层；4、外层；。
具体实施方式
22.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
23.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
24.所附附图中示出了本实用新型的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本实用新型的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”和“第三”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
25.如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种具有频率选择特性的超声波传感器1支撑结构，包括内层2和外层4，在所述内层2和所述外层4之间设置有声阻尼层3。
26.声阻尼层3可以对振动起到衰减作用，并能够对振动的频率进行选择衰减，且不会出现漏频，防止这些振动会回到超声波探头中，提高了信噪比。
27.优选地，所述声阻尼层3由多层声学阻尼材料构成。声阻尼材料可以阻隔外界产生
的低频噪声，又可以衰减和吸收内部的高频噪声，从而提高超声波传感器1的信噪比。
28.由所述内层2至所述外层4，各层所述声学阻尼材料的阻尼频率范围从低频到高频依次分布。由于外界的机械振动会给传感器带来低频的噪声，而传感器内部振动体的高频振动产生的超声波经反射和吸收也会给传感器带来一定的噪声，因此，声学阻尼材料由内向外从低频到高频依次分布，可以减少和避免外界及内部产生的噪声。
29.相邻的两层所述声学阻尼材料之间由胶水层粘结在一起。所述胶水层的厚度小于0.3mm(超声波传感器1工作频率的波长)。不同声学阻尼材料之间通过环氧树脂粘接在一起，环氧树脂的粘接层的厚度尽可能薄，从而减轻粘接层对阻尼材料的影响。
30.每层所述声学阻尼材料的厚度为0.1mm-0.5mm(超声波传感器1工作频率的波长的四分之一倍)。
31.超声波传感器1支撑结构由最外层4和最内层2的橡胶圈之间嵌套的多层声学阻尼材料构成，声学阻尼材料的阻尼频率范围从低频到高频依次从内圈到外圈分布，每层材料之间依靠厚度远小于超声波传感器1工作频率的波长的胶水层粘结在一起。每层阻尼材料的厚度为超声波传感器1工作频率的波长的四分之一倍。
32.进一步地，所述内层2的材质为聚氨酯泡沫、聚酯材料和泡沫中的一种或多种，所述内层2的厚度0.5mm，所述内层2的厚度为0.5mm，所述外层4的材质为橡胶、硅胶、和软木中的一种或多种，所述外层4的厚度为0.3mm。
33.所述声阻尼层3的整体厚度为1mm-3mm。
34.共有4-6层声学阻尼材料。多层声学阻尼材料分别为软木、聚氨酯泡沫、聚酯材料、泡沫、硅胶、橡胶材料。
35.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
36.声阻尼层3可以对振动起到衰减作用，并能够对振动的频率进行选择衰减，且不会出现漏频，防止这些振动会回到超声波探头中，提高了信噪比。
37.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，包括内层和外层，在所述内层和所述外层之间设置有声阻尼层，所述声阻尼层由多层声学阻尼材料构成，由所述内层至所述外层，各层所述声学阻尼材料的阻尼频率范围从低频到高频依次分布。2.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，相邻的两层所述声学阻尼材料之间由胶水层粘结在一起。3.根据权利要求2所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，所述胶水层的厚度小于0.3mm。4.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，每层所述声学阻尼材料的厚度为0.1mm-0.5mm。5.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，所述内层的厚度为0.5mm，所述外层的厚度为0.3mm。6.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，所述声阻尼层的整体厚度为1mm-3mm。7.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，共有4-6层声学阻尼材料。8.根据权利要求1所述的具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，其特征在于，多层声学阻尼材料分别为软木、聚氨酯泡沫、聚酯材料、泡沫、硅胶、橡胶材料。

技术总结
本实用新型提供一种具有频率选择特性的超声波传感器支撑结构，包括内层和外层，在所述内层和所述外层之间设置有声阻尼层。声阻尼层可以对振动起到衰减作用，并能够对振动的频率进行选择衰减，且不会出现漏频，防止这些振动会回到超声波探头中，提高了信噪比。提高了信噪比。提高了信噪比。


技术研发人员：赵程 黄建 张浩
受保护的技术使用者：连云港海微光电科技有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/7/14