ES2333803T3 - Prcedimiento para la fabricacion de una cubeta de membrana para un transductor ultrasonico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de una cubeta de membrana para un transductor ultrasónico con una pared (3) para soportar una membrana (4), que puede ser excitada a vibraciones, en el que la cubeta de membrana (1) se provee al menos en la zona de la membrana (4), por lo menos en el lado exterior de la cubeta de membrana (1) con un recubrimiento galvánico (7), caracterizado porque se selecciona un espesor de la membrana (4) de tal manera que la cubeta de membrana (1) presenta después de una aplicación de la capa galvánica (7) una frecuencia de resonancia predeterminada.
Description
Procedimiento para la fabricación de una cubeta
de membrana para un transductor ultrasónico.
La invención parte de una cubeta de membrana con
un transductor ultrasónico del tipo de la reivindicación principal.
Ya se conocen sensores ultrasónicos, que se utilizan para la
medición de la distancia entre vehículo y obstáculos. Los sensores
disponen de una membrana oscilante, que es excitada, en general, a
través de un piezo elemento en resonancia en una oscilación. La
señal acústica generada de esta manera es irradiada por la membrana
del sensor ultrasónico, es reflejada por un obstáculo es recibida de
nuevo por el mismo sensor ultrasónico o por un sensor ultrasónico
adyacente. A partir del tiempo de propagación, se puede determinar
la distancia del sensor con respecto al obstáculo. En general, el
piezo elemento está dispuesto en el fondo de una cubeta de
membrana, que está montado, por ejemplo, en el parachoques del
vehículo, estando conectado el piezo elemento con una electrónica
de evaluación de tal manera que la totalidad de la instalación forma
el sensor ultrasónico correspondiente. Para que el sonido generado
por el piezo elemento pueda ser irradiado y también recibido de una
manera correspondiente, las cubetas de membrana están configuradas
de tal forma que presentan una resonancia propia en la zona de las
ondas ultrasónicas utilizadas. La resonancia es determinada en este
caso a través de las mediciones y las propiedades de oscilación de
la cubeta de membrana, especialmente a través del espesor de capa
de la membrana.
Como material para las cubetas de membrana se
utiliza con preferencia un metal, especialmente aluminio, o un
material de cerámica. Para que los sensores no llamen la atención
innecesariamente en el contorno del vehículo y para que los
sensores pueden estar protegidos frente a influencias del medio
ambiente, es necesario proveer los sensores con recubrimientos o
bien laqueados correspondientes. No obstante, de acuerdo con el
material, estas capas no se pueden aplicar directamente sobre la
cubeta de la membrana. Una pluralidad de materiales o bien no se
adhieren en una medida suficiente o influyen perjudicialmente sobre
la propagación del sonido de las ondas ultrasónicas. De acuerdo con
el espesor de capa, la aplicación puede conducir también a que la
frecuencia de resonancia de la cubeta de membrana sea modificada en
general, de manera que la membrana no se puede excitar ya en
resonancia para oscilación.
Se conoce a partir del documento WO 03/045586 A1
un transductor ultrasónico, en el que una membrana de transductor
está recubierta galvánicamente o según química húmeda, para mejorar
el contacto eléctrico, con una capa de níquel o bien con una capa
de fósforo y níquel (NiP).
Se conoce ya a partir del documento US 3.638.052
un sensor ultrasónico, en el que se utiliza una membrana de
aluminio para la emisión y recepción de ondas ultrasónicas.
Se conoce a partir del documento DE 100 23 065
A1 un sensor ultrasónico, que presenta una carcasa y una membrana,
de manera que la superficie de la membrana vuelta hacia el exterior
lleva una capa de cromo.
El procedimiento de acuerdo con la invención
para la fabricación de una cubeta de membrana con las
características de la reivindicación principal tiene, en cambio, la
ventaja de que la membrana está provista al menos en el lado
exterior de la cubeta de membrana con un recubrimiento galvánico. Un
recubrimiento galvánico tiene la ventaja de que se conecta
fijamente con el material de base de la cubeta de membrana y,
además, se aplica en un espesor uniforme. De esta manera se pueden
prevenir inhomogeneidades y, por lo tanto, interferencias del
comportamiento de oscilación de la membrana. Frente a los laqueados,
de esta manera se pueden aplicar, dado el caso, capas uniformes más
finas.
A través de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos y
mejores del procedimiento indicado en la reivindicación principal.
Es especialmente ventajoso que sobre la cubeta de membrana sea
aplicada una capa de cromo, especialmente una capa de cromo
microporosa. Una capa de cromo de este tipo ofrece una apariencia
óptica buena del sensor y, dado el caso, se puede adaptar en el
color.
Además, es ventajoso aplicar antes del
recubrimiento de cromo unas capas intermedias, que elevan la
resistencia a la corrosión de la capa de cromo. A tal fin, se
aplican con preferencia capas, que contienen cobre y/o níquel, y
que se aplican de la misma manera con preferencia galvánicamente. De
este modo se puede conseguir una separación electroquímica entre el
aluminio y el cromo.
De acuerdo con la invención, la cubeta de
membrana no recubierta se modifica en su frecuencia de resonancia
de tal forma que solamente la cubeta de membrana recubierta presenta
la frecuencia de resonancia deseada. De esta manera, una cubeta de
membrana recubierta tiene la misma capacidad de potencia en la gama
de frecuencia deseada que una cubeta de membrana no recubierta
habitual hasta ahora.
Además, es ventajoso configurar las paredes de
la cubeta de membrana, que forman una zona hueca de la cubeta de
membrana, en un espesor variable, de manera que a través de las
zonas más gruesas de la pared se forma una zona de membrana, que
emite de esta manera la señal ultrasónica en una zona de dirección
deseada.
Los ejemplos de realización de la invención se
representan en el dibujo y se explican en detalle en la descripción
siguiente. En este caso:
La figura 1 muestra una vista desde un lado
abierto sobre una cubeta de membrana de acuerdo con la
invención.
La figura 2 muestra una sección transversal a
través de una cubeta de membrana de acuerdo con la invención.
La figura 3 muestra una representación en
perspectiva de una cubeta de membrana de acuerdo con la
invención.
La cubeta de membrana se puede emplear para
aplicaciones discrecionales. En particular, es ventajosa una
utilización para una aplicación en un automóvil, puesto en este
caso, por una parte, debe existir una alta resistencia a la
corrosión frente a las influencias de la intemperie y, por ejemplo,
debe existir también sal común desnaturalizada, mientras que, por
otra parte, es necesaria igualmente una apariencia aceptable del
sensor. Por lo tanto, la presente invención se explica a
continuación en una cubeta de membrana para una utilización en un
sistema de distancia ultrasónica para un automóvil.
En la figura 2 se representa una sección
transversal de la cubeta de membrana 1, en la que una zona hueca 2
está rodeada por las paredes 3 de la cubeta de membrana. La cubeta
de membrana está delimitada en un lado por la membrana 4, en cuyo
lado interior dirigido hacia la zona hueca 2 se inserta para el
proceso de emisión y recepción de la señal ultrasónica un piezo
elemento 5, que solamente se indica aquí y que se conecta con una
electrónica de evaluación, que no se representa en el dibujo. El
extremo, opuesto a la membrana 4, de la zona hueca 2 de la cubeta
de membrana 1 está abierto, de manera que aquí las líneas eléctricas
y/o la electrónica de evaluación se pueden insertar en la cubeta de
membrana. La membrana 4 está realizada esencialmente más fina que
las paredes 3 de la cubeta de membrana, de manera que el sonido
generado por el piezo elemento es transmitido posiblemente sólo
relativamente débil a las paredes 3 de la cubeta de membrana. De
esta manera debe prevenirse una transmisión de sonido, que podría
interferir con otros sensores. Para la retención en una unidad de
montaje adecuada, las paredes 3 de la cubeta de membrana 1 están
provistas con una ranura circundante 6, con la que la cubeta de
membrana 1 se puede insertar en una unidad de retención adecuada.
Como se deduce a partir de la figura 1, la superficie de la
membrana 4 no está realizada de forma circular, como el contorno
exterior de la cubeta de membrana, sino que presenta una estructura
básica casi rectangular. El piezo elemento 5 no se representa en la
figura 1 y se dispone con preferencia en el centro sobre la membrana
4. En la figura 2 se indica un recubrimiento 7 de la cubeta de
membrana a través de una línea de trazos.
En una forma de realización preferida, la cubeta
de membrana 1 está formada de aluminio. Sobre el aluminio se aplica
en primer lugar galvánicamente una capa de cobre, que presenta un
espesor de al menos 15 \mum. Sobre ella se aplica una capa de
níquel brillante con un espesor de aproximadamente 10 \mum y a
continuación se aplica una capa de níquel semibrillante con un
espesor de 30 \mum. estas capas intermedias, que sirve para la
resistencia a la corrosión, se cubren en último término con un
recubrimiento de cromo, que está realizado con preferencia
microporoso. El espesor del recubrimiento de cromo tiene con
preferencia 0,25 \mum. Puesto que el recubrimiento se realiza
galvánicamente, este recubrimiento se aplica antes de un montaje
posterior del sensor, especialmente antes de una aplicación del
piezo elemento.
En virtud de la rigidez de los materiales
separados se obtiene, en un recubrimiento de este tipo un
desplazamiento de la frecuencia de la cubeta de membrana recubierta
frente a la cubeta de membrana no recubierta hacia frecuencias de
resonancia más elevadas. La cubeta de membrana recubierta no
presenta ya, por lo tanto, su frecuencia de resonancia original,
que tiene, por ejemplo, 56 KHz en una forma de realización. Para
conseguir que también la cubeta de membrana recubierta presente una
resonancia de la frecuencia deseada, se reduce el espesor de capa
de la membrana de tal forma que la resonancia de la cubeta de
membrana no recubierta se reduce en este caso desde 56 KHz hasta 52
KHz aproximadamente. De esta manera se consigue que todo el sistema,
es decir, la cubeta de membrana recubierta alcance de nuevo la
frecuencia teórica e 56 KHz. El sensor cromado dispone de esta
manera de la capacidad de potencia deseada en zona la gama de
frecuencia.
Mientras que la cubeta de membrana tiene un
diámetro preferido de 15 mm, la cubeta de membrana presenta una
altura de aproximadamente 10 mm. El espesor de la membrana se
selecciona en un intervalo de 0,61 a 0,63 mm. Frente a un sensor no
recubierto, se reduce de esta manera el espesor de la membrana en 1
mm aproximadamente.
Claims (5)
1. Procedimiento para la fabricación de una
cubeta de membrana para un transductor ultrasónico con una pared
(3) para soportar una membrana (4), que puede ser excitada a
vibraciones, en el que la cubeta de membrana (1) se provee al menos
en la zona de la membrana (4), por lo menos en el lado exterior de
la cubeta de membrana (1) con un recubrimiento galvánico (7),
caracterizado porque se selecciona un espesor de la membrana
(4) de tal manera que la cubeta de membrana (1) presenta después de
una aplicación de la capa galvánica (7) una frecuencia de
resonancia predeterminada.
2. Procedimiento para la fabricación de una
cubeta de membrana de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el recubrimiento galvánico (7) presenta
al menos una capa cromada.
3. Procedimiento para la fabricación de una
cubeta de membrana de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque se aplica galvánicamente una capa de
cobre, una capa de níquel brillante y/o una capa de níquel
semibrillante sobre la cubeta de membrana (1) para soportar la capa
de cromo.
4. Procedimiento para la fabricación de una
cubeta de membrana de acuerdo con la reivindicación 3,
caracterizado porque sobre la capa de cromo se dispone una
capa de laca.
5. Procedimiento para la fabricación de una
cubeta de membrana de acuerdo con una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la pared (3) rodea una zona
hueca (2), de manera que la pared presenta un espesor variable.
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