一种新型传感器装置
技术领域
本发明涉及一种新型传感器装置，特别是通过抵触活体皮肤表面，进行脉搏、血压信号检测的传感器装置，可移动地监测动力设备不同部位的运行振动状况的传感器装置，硬度或弹性检测的传感器装置，等等，属传感器技术领域，但是，不仅限于此。
背景技术
中国发明专利申请号2018100612650，名称：“一种传感器装置”的资料中，公开了通过力传递部件抵触压力传感器芯片进行检测的技术方案。其不足之处在于：其传感器装置在进行压力检测时，受客观因素的影响，传感器容易晃动或失去相对稳定性，造成测量信号的波动或降低测量精度；在活体皮肤表面进行脉搏、血压信号测量时，外部施加的压力有时会超过传感器装置的量程而使传感器获取到的脉搏信号或血压信号相对较小，另外，亦不利于使用科氏音法、示波法等通过阻断或改变动脉血管导通量来进行血压检测方法的实施；另外，亦不利于检测动力设备局部跳动，不利于材料硬度或弹性的检测等。
发明内容
本发明的目的在于：改进上述产品的缺陷。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
1、一种新型传感器装置，包括：压力敏感部件，该压力敏感部件包括弹性膜片部分、支撑弹性膜片部分的基体或框体部分，所述弹性膜片部分适于受到力或抵触运动时变形，并将所述力或变形转换成电信号；力传递部件，该力传递部件至少包括：适于抵触弹性膜片部分的抵触部分、可压缩的弹性部分和适于接触/抵触测量的测量触头；限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分相对所述弹性膜片部分的抵触位移量；附件，该附件包括壳体或载体；其中，所述测量触头前端伸出所述壳体外端或载体外端一预订的距离，所述测量触头在受到预订抵触力时，测量触头前端与所述壳体外端或载体外端平齐，或者，测量触头前端面低于所述壳体外端或载体外端一预订的距离。
2、一种新型传感器装置，包括：压力敏感部件，该压力敏感部件包括弹性膜片部分、支撑弹性膜片部分的基体或框体部分，所述弹性膜片部分适于受到力或抵触运动时变形，并将所述力或变形转换成电信号；力传递部件，该力传递部件至少包括：适于抵触弹性膜片部分的抵触部分、可压缩的弹性部分和适于接触/抵触测量的测量触头；限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分相对所述弹性膜片部分的抵触位移量；附件，该附件包括壳体或载体；其中，所述测量触头前端伸出所述壳体外端或载体外端一预订的距离，所述测量触头在受到预订抵触力时，测量触头前端与所述壳体外端或载体外端平齐，或者，测量触头前端面低于所述壳体外端或载体外端一预订的距离；所述限定部件设置在所述测量触头与所述壳体间，限制部分中间设有孔，所述力传递部件从所述孔中可动地伸出，所述测量触头外缘大于所述的孔，并且，所述测量触头在受到预订抵触力时，测量触头与所述限制部件接触并被限制进一步移动，从而测量触头前端面与所述壳体外端平齐，或者，所述测量触头前端面低于所述壳体外端一预订的距离。
3、一种新型传感器装置，包括：压力敏感部件，该压力敏感部件包括弹性膜片部分、支撑弹性膜片部分的基体或框体部分，所述弹性膜片部分适于受到力或抵触运动时变形，并将所述力或变形转换成电信号；力传递部件，该力传递部件至少包括：适于抵触弹性膜片部分的抵触部分、可压缩的弹性部分和适于接触/抵触测量的测量触头；限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分相对所述弹性膜片部分的抵触位移量；弹性部件，该弹性部件适于将外部输入力部分分解或部分转移到所述基体或壳体上，从而，所述弹性膜片部分只接受到部分输入力；附件，该附件包括壳体或载体；其中，所述测量触头前端伸出所述壳体外端或载体外端一预订的距离，所述测量触头在受到预订抵触力时，测量触头前端与所述壳体外端或载体外端平齐，或者，测量触头前端面低于所述壳体外端或载体外端一预订的距离。
以上所述新型传感器装置，进一步包括：所述壳体外端上还设有永磁体。所述壳体外端与所述壳体间通过螺纹配合连接，所述壳体外端上设有螺孔和顶紧螺丝。所述测量触头可拆卸地设置在所述可压缩的弹性部分上。所述测量触头前端端面为圆形平面、中部凸起的圆形面、球形面、圆锥形面中的一种。所述载体包括：手机、手表、佩戴装置中的带部件。
本发明的有益效果是：有利于可移动地监测动力设备不同部位的运行振动状况；有利于高精度地检测物体的硬度或弹性；有利于使用阻断或改变动脉血管的导通量的方法实施脉搏、血压信号的检测；以及有利于减小传感器的体积，提高测量的精度。
附图说明
图1是本发明中使用的一种压力敏感部件结构示意图；
图2是图1所示A-A剖面示意图；
图3是本发明中使用的另一种压力敏感部件结构示意图；
图4是图3所示B-B剖面示意图；
图5是本发明的一种新型传感器装置剖视结构示意图；
图6是图5测量触头受力后的剖视结构示意图；
图7是图5、6的俯视图示意图；
图8是本发明的另一种新型传感器装置剖视结构示意图；
图9是图8测量触头受力后的剖视结构示意图；
图10是图8、9的俯视图示意图；
图11是本发明的另一种新型传感器装置剖视结构示意图；
图12是本发明的另一种新型传感器装置剖视结构示意图；
图13是本发明的一种新型传感器装置与带部件连接的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面根据本发明的技术方案结合附图进行举例说明。
图1、2是本发明中使用的一种压力敏感部件结构示意图；特别是一种用薄膜芯片为压力敏感部件的压力敏感部件的结构示意图。其中，01是本发明所述的弹性膜片部分，02是支撑弹性膜片部分01的基体或框体部分。在弹性膜片部分01的表面设有压敏电阻或应变电阻08、09、10、11，以及电连接压敏电阻或应变电阻的电连接线或电连接端03、04、05、06、07。所述弹性膜片部分01适于受到外部输入力时变形，并将变形量或外部输入力转换成电信号。应该理解到，所述的基体或框体部分、弹性膜片部分通常是一个一体化的元件，即压力传感器芯片，本发明中只是为了叙述清楚将其分开进行说明。
图3、4是本发明中使用的另外一种压力敏感部件结构示意图；特别是一种用柔性薄膜压力膜片为压力敏感部件的压力敏感部件的结构示意图；其中，101是绝缘塑料基片，102、103是压敏电阻，104、105是电连接线或电连接端，106是支撑弹性膜片部分101的基体或框体部分。其工作原理同图1、2。
图5是本发明的一种新型传感器装置的结构示意图，特别是测量触头不受力时传感器的结构示意图；其中，201是一个杯状的下壳体，202通气孔，203是压力敏感部件，203可选择图1至图4中的一种压力敏感部件，或者其它形式的压力敏感部件，204是粘胶，205、206是导电键合引线， 207、208、209、210、211、212是导电外接管脚，213是上壳体，214是底盖；其中，力传递部件包括：薄膜215、不锈钢圆球216、T型金属圆柱217、金属压缩弹性218、金属套219、测量触头220。其中，金属套219下端与下壳体201间设有预订的距离H1，并且，金属套219与下壳体201间相对部分构成了本发明所述的限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分203的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分216等相对所述弹性膜片部分的抵触位移量，其作用是避免压力敏感部件203中的弹性膜片部分受力过大而破裂，因此，金属压缩弹簧218的弹性、尺寸和H1的距离均是经过选择或预订的。应当注意，薄膜215是柔性薄膜，其作用是减少不锈钢圆球216对压力敏感部件203的摩擦或磨损，可根据实际情况选择要或者不要，下同。通过图5可知道，测量触头220不受力时，所述测量触头220前端b1伸出所述壳体外端a1一预订的距离A1。
图6是图5受力后的剖视结构示意图，特别是测量触头220受到预订检测力F1抵触时的结构示意图；通过图6可知道，所述测量触头220在受到预订抵触力F1，H1=0时,测量触头前端面b1低于所述壳体外端a1一预订的距离A1；另外，测量触头前端b1与所述壳体外端a1亦可以是平齐的，即A1=0。图7是图5、6所示新型传感器的俯视图。
图8是本发明的另一种新型传感器装置的结构示意图，特别是测量触头不受力时传感器的结构示意图；其中，301是一个壳体，302通气孔，303是压力敏感部件，303可选择图1至图4中的一种压力敏感部件，或者其它形式的压力敏感部件，304是粘胶，305、306是导电键合引线， 307、308、309、310、311、312是导电外接管脚，313是底盖；其中，壳体301上端外部设有螺纹，314是壳体外端，314上设有永磁体315，壳体外端314与壳体301螺纹配合连接，壳体外端314侧面设有螺孔和顶紧螺丝316、323；其中，力传递部件包括：薄膜317、不锈钢圆球318、T型金属圆柱319、金属压缩弹性320、金属套321、测量触头322。其中，所述测量触头322与所述壳体301间设有预订的距离H2，并且，测量触头322与壳体301间相对部分构成了本发明所述的限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分303的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分318等相对所述弹性膜片部分的抵触位移量，其作用是避免压力敏感部件303中的弹性膜片部分受力过大而破裂，因此，金属压缩弹簧320的弹性、尺寸和H2的距离均是经过选择或预订的。应当注意，薄膜317是柔性薄膜其可选择要或者不要。通过图8可知道，测量触头322不受力时，所述测量触头322前端b2伸出所述壳体外端a2一预订的距离A2。
图9是图8受力后的剖视结构示意图，特别是测量触头322受到预订检测力F2抵触时的结构示意图；通过图9可知道，所述测量触头322在受到预订抵触力F2，H2=0时,测量触头前端面b2低于所述壳体外端a2一预订的距离A2；另外，测量触头前端b2与所述壳体外端a2亦可以是平齐的，即A2=0。其中，A22大于A2，因此，321的下端不会接触到壳体301。图10是图8、9所示新型传感器的俯视图。
从图8可知道，在顶紧螺丝316、323调松的情况下，通过转动所述壳体外端314，从而可调整所述测量触头前端b2伸出或和/低于所述壳体外端a2的距离A2；顶紧螺丝316、323在所述调整之后，通过转动顶紧的方式使壳体外端314稳定固定在壳体301上。
通过上述举例可知，图5中的所述壳体213的外端a1上亦可以设置永磁体而构成本发明的另外一种传感器。另外，图5中的壳体亦可以改变成图8中的壳体，即图5中的壳体213亦可以变更为：在壳体216上端外部设有螺纹，在该螺纹上螺纹配合连接一个壳体外端，壳体外端侧面设有螺孔和顶紧螺丝而构成本发明的另外一种传感器。其中的永磁体有利于将传感器通过磁力吸附在铁质外壳的动力设备上，进行振动等参数的监测。
图11是本发明的另一种新型传感器装置的结构示意图，特别是一种利用低量程压力敏感部件检测高压力或高硬度的传感器装置。其中，401是一个壳体，402通气孔，403是压力敏感部件，403可选择图1至图4中的一种压力敏感部件，或者其它形式的压力敏感部件，404是粘胶，405、406是导电键合引线， 407、408是导电外接管脚，409是底盖；其中，壳体401上端外部设有螺纹，410是壳体外端，410上设有永磁体411，壳体外端410与壳体401螺纹配合连接，壳体外端410侧面设有螺孔和顶紧螺丝412、413；其中，力传递部件包括：薄膜414、不锈钢圆球415、T型金属圆柱416、金属压缩弹性417、金属套418、波纹弹性膜片419，测量触头420。其中，所述测量金属套418与所述壳体401间设有预订的距离H3，并且，金属套418与壳体401间相对部分构成了本发明所述的限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分403的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分415等相对所述弹性膜片部分的抵触位移量，其作用是避免压力敏感部件403中的弹性膜片部分受力过大而破裂，因此，金属压缩弹簧417的弹性、尺寸和H3的距离均是经过选择或预订的。应当注意，薄膜414是柔性薄膜其可选择要或者不要。
通过图11可知道，测量触头420不受力时，所述测量触头420前端b3伸出所述壳体外端a3一预订的距离A3。其测量触头420受到预订检测力抵触，H3=0时,测量触头前端面b3低于所述壳体外端a3一预订的距离A3；另外，测量触头前端b3与所述壳体外端a3亦可以是平齐的，即A3=0，作用原理同图9所述。另外，在顶紧螺丝412、413调松的情况下，通过转动所述壳体外端410，从而可调整所述测量触头前端b3伸出或和/低于所述壳体外端a3的距离A3；顶紧螺丝412、413在所述调整之后，通过转动顶紧的方式使壳体外端410稳定固定在壳体401上。
图12是本发明的另一种新型传感器装置的结构示意图，特别是另一种利用低量程压力敏感部件检测高压力或高硬度的传感器装置。其中，501是一个基板或底板，502是设有预订电路的PCB 电路板，503是固定和电连接在PCB电路板电路上的压力敏感部件，压力敏感部件503可选择图1至图4中的一种压力敏感部件，或者其它形式的压力敏感部件，504、505是与PCB 电路板502上电路连接的导电外接管脚；其中，壳体506上端外部设有螺纹，507是壳体外端，507上设有永磁体508，壳体外端507与壳体506螺纹配合连接，壳体外端507侧面设有螺孔和顶紧螺丝509、510；其中，力传递部件包括：薄膜511、不锈钢圆球512、T型金属圆柱513、金属压缩弹性514、金属套515、压缩弹簧516，测量触头517，518是导气孔。其中，所述测量金属套515与所述壳体506间设有预订的距离H4，并且，金属套515与壳体506间相对部分构成了本发明所述的限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述压力敏感部件503中的弹性膜片部分的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分512等相对所述弹性膜片部分的抵触位移量，其作用是避免压力敏感部件503中的弹性膜片部分受力过大而破裂，因此，压缩弹簧514、516的弹性、尺寸和H4的距离均是经过选择或预订的。应当注意，薄膜511是柔性薄膜其可选择要或者不要。
通过图12可知道，测量触头517不受力时，测量触头517前端b4伸出所述壳体外端a4一预订的距离A4。其测量触头517受到预订检测力抵触，H4=0时,测量触头前端面b4低于所述壳体外端a4一预订的距离A4，另外，测量触头前端b4与所述壳体外端a4亦可以是平齐的，并且A4=0，作用原理同图9所述。另外，在顶紧螺丝509、510调松的情况下，通过转动所述壳体外端507，从而可调整所述测量触头前端b4伸出或和/低于所述壳体外端a4的距离A4；顶紧螺丝509、510在所述调整之后，通过转动顶紧的方式使壳体外端507稳定固定在壳体506上。
图13是本发明的一种新型传感器装置与带部件连接的剖视结构示意图；进一步拓展了本发明具体实施方式。其中，601是一个壳体，602通气孔，603是压力敏感部件，603可选择图1至图4中的一种压力敏感部件，或者其它形式的压力敏感部件，604是粘胶，605、606是导电键合引线， 607、608等是导电外接管脚，609是底盖；其中，力传递部件包括：薄膜610、不锈钢圆球611、T型金属圆柱612、金属压缩弹性613、金属套614、测量触头615。616是一个适于佩戴在活体手腕上的佩戴装置中的带部件的一部分，壳体601连接固定在带部件616上。616亦称为本发明所述的载体。
其中，金属套614下端与壳体601间设有预订的距离H5，并且，金属套614与壳体601间相对部分构成了本发明所述的限定部件，该限定部件适于限定力传递部件对所述弹性膜片部分603的抵触力，或限制所述力传递部件中抵触部分611等相对所述弹性膜片部分的抵触位移量，其作用是避免压力敏感部件603中的弹性膜片部分受力过大而破裂，因此，金属压缩弹簧613的弹性、尺寸和H5的距离均是经过选择或预订的。应当注意，薄膜610是柔性薄膜，其作用是减少不锈钢圆球611对压力敏感部件603的摩擦或磨损，610可根据实际情况选择要或者不要。通过图13可知道，测量触头615不受力时，所述测量触头615前端b5伸出所述壳体外端a5一预订的距离A5，其中壳体外端包括了连接传感器壳体的载体的外端；同理，应该理解到，如果将607、608等导电外接管脚焊接或布置在手机或手表装置内部的电路板上，616是手机外壳或手表外壳，616不连接固定在壳体601上，则亦可以实现或构成本发明在手机或手表中的应用。其中，手机或手表亦称为本发明所述的载体。
同理，通过图13可知道，其测量触头615受到预订检测力抵触，H5=0时,测量触头前端面b5低于所述壳体外端a5一预订的距离A5；另外，测量触头前端b5与所述壳体外端a5亦可以是平齐的，即A5=0，作用原理同图9所述。
通过上述举例应该知道，本发明上述H1=0、H2=0、H3=0、H4=0、H5=0时，应该保证压力敏感部件中的薄膜芯片或柔性薄膜压力膜片不破裂或不损坏。本发明所述的测量触头的前端端面可以是圆形平面、中部凸起的圆形面、球形面、圆锥形面等等。另外，所述测量触头可通过动配合的方式外加顶紧螺丝的方式可拆卸地设置在所述可压缩的弹性部分上。上述所述的永磁体优先选择强磁性永磁体，如钕铁硼磁铁。本发明所述的限定部件不局限于具体实施例，应该注意到所述限定部件的结构形式是可替换的。
本发明所述新型传感器的工作原理是：将所述壳体外端贴近被测物体表面，在新型传感器上给予一定的基准电压或或电流，由此，新型传感器可输出随脉搏、血压信号、振动，或者，硬度或弹性变化而变化的电信号。但是，应该知道其应用不局限于本发明中的举例。
以上所述只是本发明特定的举例，在不偏离本发明广义方面时，显然可能对本发明进行可以想象到的修改、变异或组合，因此，本发明的权利范围不应当受到特定举例和具体实施例的限制；本发明的旨在涵盖所有类似的修改、变异或组合，落在本发明所述的权利要求书的精神和范围之列的变异均属于本发明。
