ES2205631T3 - Convertidor ultrasonico de laminas. - Google Patents
Convertidor ultrasonico de laminas.Info
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Abstract
Transformador de película ultrasónica para medir la distancia a otro objeto, por ejemplo, un vehículo, y procedimiento de fabricación que proporciona un transformador que puede adaptarse fácilmente a diferentes contornos. El transformador comprende una capa aislante (3) entre dos películas eléctricamente conductoras (9, 10) hecha de una película plástica conductora. Una reivindicación independiente reivindica un procedimiento para fabricar el transformador de película ultrasónica en el que una película eléctricamente conductora (9) es laminada con la película aislante (3) y una segunda película conductora (10) se aplica a la hoja laminada. Las características preferidas: una película conductora no texturizada forma una membrana de vibración mientras la segunda película texturizada forma electrodos individuales y trayectorias conductoras y tiene forma de seta en sección transversal.
Description
Convertidor ultrasónico de laminas.
La invención concierne a un convertidor
ultrasónico de láminas que comprende dos electrodos y una capa
aislante dispuesta entre dichos electrodos.
Un convertidor ultrasónico electrostático está
construido de manera semejante a un condensador de placas en el que
una delgada membrana conductiva está dispuesta frente a un
electrodo macizo, funcionando la membrana al mismo tiempo como
contraelectrodo. Aplicando una tensión alterna entre los electrodos
se produce una acción de fuerza que hace que vibre la membrana
flexible, con lo que se generan ondas sonoras en el aire ambiente.
Dado que la fuerza electrostática sobre la membrana aumenta
proporcionalmente al cuadrado de la tensión aplicada, se desplaza el
punto de trabajo sobre la curva característica cuadrática aplicando
una alta tensión continua, con lo que las variaciones debidas a la
tensión alterna son casi lineales.
Si se aplica la membrana directamente sobre el
electrodo a través de una capa intermedia aislante, se obtiene
entonces un convertidor Sell ultrasónico, existiendo en principio
dos variantes para producir el cojín de aire necesario para la
generación del sonido. Por un lado, se puede aprovechar la aspereza
de la superficie del electrodo. Dado que el electrodo no es nunca
completamente plano, la capa aislante descansa sobre diminutos
resaltos, de modo que entre el electrodo y la capa aislante o la
membrana se establece un cojín de aire delgado y flexible en el que
puede oscilar la membrana. La naturaleza de la superficie del
electrodo es responsable en medida decisiva de la frecuencia límite
y la sensibilidad del convertidor ultrasónico. En el caso de una
superficie pulida, se consigue una gama de frecuencia de hasta 500
kHz con una sensibilidad relativamente pequeña. Por el contrario,
si se hace áspera la superficie del electrodo o se la estructura,
por ejemplo, con estrías, disminuye entonces la frecuencia límite
con una sensibilidad incrementada. Por otro lado, la capa aislante
puede estar estructurada, por ejemplo, con perforaciones, de modo
que se forme un cojín de aire entre la membrana y el electrodo.
Se conoce, por ejemplo, por
EP-A-0 825 585 un convertidor Sell
ultrasónico de esta clase para percibir la distancia de objetos.
Para lograr una fabricación más sencilla de una multitud de
convertidores ultrasónicos como los que se necesitan, por ejemplo,
en el sector de los vehículos automóviles, se propone una estructura
de láminas que está representada en la figura 1. Si se inyecta un
convertidor ultrasónico de esta clase en una moldura decorativa o
en un parachoques, se presentan entonces mayores presiones que, a
consecuencia de la elasticidad diferente de las láminas, pueden
conducir a distancias no deseadas entre estas láminas, que
perjudican entonces la funcionalidad del convertidor. Especialmente
en las láminas metálicas de los electrodos, esto puede conducir,
además, a fisuras capilares que conducen después a largo plazo a un
fallo total del convertidor.
Por tanto, la invención se basa en el problema
técnico de crear un convertidor ultrasónico de esta clase y un
procedimiento para su fabricación, en los que se eviten los
problemas anteriormente descritos.
La solución del problema técnico se obtiene con
las características de las reivindicaciones 1 y 10. Debido a la
formación de las láminas eléctricamente conductoras a base de un
plástico conductivo, éstas se adaptan a contornos muy diferentes
sin que se formen deformaciones o fisuras. Otras ejecuciones
ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones
subordinadas.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución preferido. Las
figuras muestran:
la figura 1, una sección transversal de un
convertidor ultrasónico de láminas (estado de la técnica),
la figura 2, una sección transversal de un
convertidor ultrasónico de láminas,
la figura 3, una vista en planta de un
convertidor ultrasónico de láminas y
la figura 4, una vista en planta de una lámina
aislante.
El convertidor ultrasónico 1 de láminas del
estado de la técnica (figura 1) comprende una primera capa metálica
2, una capa aislante 3 y una segunda capa metálica 4. La capa
metálica 4 está estructurada de tal manera que se forman electrodos
5 y pistas conductoras, no representadas, que van a los electrodos
5. La capa aislante 3, que está configurada como una lámina, sirve
para la separación eléctrica de las dos capas metálicas 2 y 4 y
presenta una perforación 6 en la zona del electrodo 5, de modo que
se puede formar un cojín de aire entre las dos capas metálicas 2,
4. La primera capa metálica 2, que no está estructurada, puede
formar una lámina común con la capa aislante 3 o bien puede ser
aplicada sobre una lámina independiente 7. El convertidor
ultrasónico 1 de láminas se integra en el campo de la técnica de
vehículos automóviles en piezas 8 del vehículo, como, por ejemplo,
molduras decorativas o parachoques, inyectándose preferiblemente el
convertidor ultrasónico 1 de láminas en la pieza 8 del vehículo.
Debido a las presiones que se presentan durante el proceso de
inyección, se pueden producir en las capas metálicas 2, 4 unas
fisuras capilares que se expanden después den el transcurso del
funcionamiento y pueden conducir a una rotura completa de las capas
metálicas 2, 4. Además, las capas metálicas 2, 4 presentan, a pesar
de su pequeño espesor de 100 \mum, cierta rigidez en comparación
con las otras láminas, de modo que se pueden producir deformaciones,
ya que las capas metálicas 2, 4 no pueden adaptarse en grado
suficiente a los contornos del útil de inyección.
Para evitar estos problemas se sustituyen las
capas metálicas 2, 4 por láminas conductivas 9, 10 de plástico, lo
que se representa en sección transversal en la figura 2. La
secuencia básica de capas corresponde a la de la figura 1. Sin
embargo, formando los electrodos como lámina conductiva 9, 10 de
plástico se producen algunas variaciones. Así, las láminas
conductivas de plástico son más flexibles en relación con las capas
metálicas, de modo que éstas se adaptan mejor a los contornos
durante el proceso de inyección y también se pueden dañar con menos
facilidad por efecto de las presiones producidas. Por otro lado, se
puede simplificar el proceso de fabricación, ya que, por ejemplo,
la lámina 9 de plástico y la lámina aislante 3 se pueden laminar de
forma sencilla y están disponibles como género en rollo. La lámina
10 de plástico presenta en sección transversal una estructura de
forma de seta, formando el lado superior más ancho la superficie
propiamente dicha del electrodo y sirviendo el lado inferior más
estrecho para la alineación en el útil de inyección y para el
contactado. Esta forma hace posible una inyección suficiente de
masa de inyección de la pieza 8 por detrás del convertidor
ultrasónico 1 de láminas. Dado que la lámina 9 de plástico que
forma un electrodo está ya configurada como una lámina, se puede
prescindir de la lámina independiente 7 según la figura 1. Para la
protección contra daños mecánicos y para la adaptación del color al
entorno, se puede aplicar para ello, como alternativa, una capa 11
de barniz sobre la lámina 9 de plástico.
En la figura 3 se representa una vista en planta
del convertidor ultrasónico 1 de láminas, en donde la lámina 10 de
plástico con el electrodo 5 formado por ella está alineada con las
perforaciones 6 de la lámina aislante 3 y cubre ésta completamente.
Las perforaciones 6 están configuradas preferiblemente como
hendiduras concéntricamente dispuestas, tal como se representa en
la figura 4.
Especialmente adecuadas como material base para
las láminas 9, 10 de plástico son plásticos aislantes cargados con
partículas conductivas, lográndose buenos resultados con carbono,
especialmente con negro de carbono. Como plástico se emplea
preferiblemente un PVC que, pudiéndose procesar bien y siendo
correspondientemente flexible, se adapta a contornos diferentes,
para lo cual se emplea, por ejemplo, Rexam 2252 COERX. Las láminas
presentan preferiblemente un espesor comprendido entre 50 y 100
\mum.
Los convertidores ultrasónicos 1 de lámina se
pueden fabricar de manera especialmente sencilla cuando se integran
en la lámina 10 de plástico las estructuras para formar el cojín de
aire, ya que entonces la lámina aislante 3, al igual que la lamina
9 de plástico, puede dejarse sin estructurar. De este modo, las dos
láminas 3, 9 se pueden laminar una con otra en un proceso previo no
crítico respecto de la alineación de una con otra y están
disponibles como género en rollo sobre el cual puede aplicarse
después también, sin ajuste crítico, la lámina 10 de plástico.
Claims (10)
1. Convertidor ultrasónico (1) de láminas que
comprende dos láminas eléctricamente conductoras (9, 10) entre las
cuales está dispuesta una capa aislante (3), caracterizado
porque las láminas eléctricamente conductoras (9, 10) están
formadas por plástico conductivo.
2. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 1, caracterizado porque el plástico está
configurado como un aislante cargado con partículas
conductivas.
3. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 2, caracterizado porque las partículas
están formadas por carbono.
4. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 3, caracterizado porque las partículas son
partículas de negro de carbono.
5. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el
plástico está formado por un PVC.
6. Convertidor ultrasónico (1) de laminas según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
la lámina eléctricamente conductora (9) de plástico está
configurada como una lámina no estructurada que forma la membrana
oscilante.
7. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda lámina
eléctricamente conductora (10) de plástico está estructurada de tal
manera que se forman electrodos (5) y pistas conductoras
singulares, estando configurada la lámina (10) de plástico con una
sección transversal de forma de seta en la zona de los electrodos
(5).
8. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la capa
aislante (3) está formada con incisiones parciales
concéntricas.
9. Convertidor ultrasónico (1) de láminas según
la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la capa
aislante (3) está configurada como una lámina no estructurada y la
lámina (10) de plástico está configurada en la zona de los
electrodos (5) con estructuras que forman cojines de aire.
10. Procedimiento para fabricar un convertidor
ultrasónico (1) de laminas según la reivindicación 9, que comprende
los pasos siguientes:
a) laminación de la primera lámina eléctricamente
conductora (9) de plástico con la lámina aislante (3) y
b) aplicación de la segunda lámina eléctricamente
conductora (10) de plástico sobre la lámina laminada producida según
el paso a) del procedimiento.
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