專利名稱：一種光電式微壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力傳感器，特別涉及一種光電式微壓傳感器。
背景技術(shù)：
目前，傳感器已經(jīng)普遍使用，它的應(yīng)用使電器控制更加準(zhǔn)確、更加 自動和智能化。傳感器的種類也是多種多樣，根據(jù)不同的使用需要應(yīng)用 于不同的領(lǐng)域中。而壓力傳感器則是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。 技術(shù)方案、種類也更加多樣。目前的壓力傳感器中，主要有電容式壓力 傳感器、壓電式壓力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器和壓阻式壓力傳感器等。 這些壓力傳感器在測量氣體和液體壓力中得到很好的應(yīng)用。但在一些需 要測量微壓的情況下，這些傳感器都存在一些不足。如靈敏度不夠、抗 干擾性能差、測量精度低等。電場、磁場、加速度、聲音、溫度等因素 都會干擾到這些壓力傳感器的靈敏度。特別是在以一些需要微壓傳感器 的電子設(shè)備上，如呼吸機(jī)、電子煙等，這些缺點(diǎn)尤為突出。
而在傳感器的其他種類中，光電傳感器由于其光電測量時(shí)不與被測 對象直接接觸，光束的質(zhì)量又近似為零，在測量中不存在摩擦和對被測對 象幾乎不施加壓力等因素。因此在許多應(yīng)用場合，光電式傳感器比其他 傳感器有明顯的優(yōu)越性、精度更高，測量也更準(zhǔn)確。目前，如何將光電 式傳感器應(yīng)用于壓力傳感器中，使光電傳感器的一些特性滿足壓力傳感器測量微壓時(shí)的要求，成為一個(gè)有待解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有中的問題，本實(shí)用新型提供一種光電式微壓傳感 器。將現(xiàn)有傳統(tǒng)的壓力傳感器與光電式傳感器相結(jié)合，利用壓力傳感器 中波紋膜的移動帶動光電式傳感器中光量控制件移動，從而產(chǎn)生光量的 變化，實(shí)現(xiàn)微壓的測量?？稍诘蛪毫r(shí)根據(jù)微壓差變化工作，可防止電 場、磁場、加速度、聲音等干擾，具有極高的靈敏度，同時(shí)又擁有極高 的抗干擾性能，解決了傳統(tǒng)的各種微壓傳感器在高靈敏度時(shí)抗干擾能力 低的問題。應(yīng)用于呼吸機(jī)、電子煙等設(shè)備上效果明顯。
本實(shí)用新型采用的主要技術(shù)方案為 一種光電式微壓傳感器，包括 光電式傳感器組件、壓力傳感組件，所述壓力傳感組件包括第一殼體、
位于所述第一殼體內(nèi)并可感知壓力而移動的壓力感知件；所述光電式傳
感器組件包括第二殼體、控制電路、位于所述第二殼體內(nèi)并間隔分布的 光發(fā)射管和光接收管、以及通過自身的移動來控制所述光接收管接收光 發(fā)射管發(fā)出的光量多少的光量控制件，所述光發(fā)射管和光接收管與所述
控制電路電連接，所述控制電路的輸出端與電器電路連接；所述第一殼 體與第二殼體連接；所述壓力感知件與光量控制件連接，由所述壓力感 知件的移動帶動光量控制件的移動。
本實(shí)用新型還采用如下附屬技術(shù)方案所述第一殼體的一端為敞口， 另一端開有通口；
所述壓力感知件為波紋膜，所述波紋膜固定于所述第一殼體與第二 殼體的連接處，中部與所述光量控制件連接；所述波紋膜為環(huán)形或波紋形波紋膜，其截面為兩個(gè)半圓形拱起，所
述兩個(gè)半圓形拱起之間的銜接部連接所述光量控制件；
所述第二殼體包括相互連接的電路板、容置罩和連接殼體，所述控 制電路為MCU模塊電路，所述MCU模塊電路位于所述電路板上，所述光發(fā)
射管和光接收管位于所述容置罩內(nèi)，所述連接殼體與所述第一殼體連接， 所述波紋膜固定于所述第一殼體與連接殼體的連接處；
所述容置罩內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室，所述光發(fā)射管和光接收管分別位于兩 個(gè)腔室內(nèi)，所述兩個(gè)腔室的通口由可移動的所述光量控制件蓋合或開啟；
所述兩個(gè)腔室的內(nèi)壁以及光量控制件的內(nèi)壁鍍有反光層或采用反光 材料制成；
所述連接殼體的端面上設(shè)有2至4個(gè)凸起，所述容置罩的側(cè)壁上設(shè)有 與所述凸起相配合的2至4個(gè)傾斜的旋轉(zhuǎn)斜面，所述凸起和旋轉(zhuǎn)斜面相配 合連接；
所述容置罩內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室，所述光發(fā)射管和光接收管分別位于兩 個(gè)腔室內(nèi)，所述兩個(gè)腔室之間開有凹槽，所述凹槽與兩個(gè)腔室之間開有 通孔，所述兩個(gè)腔室之間由可移動的所述光量控制件隔斷或聯(lián)通，所述 光量控制件的側(cè)壁采用遮光材料制成；
所述光發(fā)射管為發(fā)光二極管、或激光二極管、紅外線發(fā)光二極管、 紫外線發(fā)光二極管；所述光接收管為光電二極管、或光電三極管、或光 敏電阻；所述MCU模塊電路可進(jìn)行開關(guān)量輸出或模擬量輸出，并工作在脈 沖掃描狀態(tài)。采用本實(shí)用新型帶來的有益效果(1)本實(shí)用新型的微壓傳感器將 現(xiàn)有傳統(tǒng)的壓力傳感器與光電式傳感器相結(jié)合，利用壓力傳感器中波紋 膜的移動帶動光電式傳感器中光量控制件移動，從而產(chǎn)生光量的變化， 由MCU電路輸出電信號，實(shí)現(xiàn)微壓的測量控制。(2)可在低壓力時(shí)根據(jù)
微壓差變化工作，光電式傳感器可防止電場、磁場、加速度、聲音等干 擾，具有極高的靈敏度，同時(shí)又擁有極高的抗干擾性能，解決了傳統(tǒng)的 各種微壓傳感器在高靈敏度時(shí)抗干擾能力低的問題。應(yīng)用于呼吸機(jī)、電
子煙等產(chǎn)品中，效果更加突出。(3)本實(shí)用新型很好的將壓力傳感器與 光電傳感器相結(jié)合，結(jié)構(gòu)巧妙，體積小。

圖l為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的光電式微壓傳感器的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的光電式微壓傳感器各零件剖視圖； 圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的光電式微壓傳感器的部件拆分圖； 圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中容置罩的立體結(jié)構(gòu)圖，示出容置罩中
旋轉(zhuǎn)斜面的結(jié)構(gòu)；
圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的光電式微壓傳感器的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的光電式微壓傳感器各零件剖視圖； 圖7為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的光電式微壓傳感器的部件拆分圖； 圖8為本實(shí)用新型第一實(shí)施例及第二實(shí)施例中的MCU與光電器件的
信號控制關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述本實(shí)用新型給出了 一種光電式微壓傳感器，包括光電式傳感器組件、 壓力傳感組件，壓力傳感組件包括第一殼體l、位于第一殼體l內(nèi)并可感
知壓力而移動的壓力感知件2。光電式傳感器組件包括第二殼體、控制電 路、位于第二殼體內(nèi)并間隔分布的光發(fā)射管4和光接收管5、以及通過自 身的移動來控制光接收管5接收光發(fā)射管4發(fā)出的光量多少的光量控制件 3，光發(fā)射管4和光接收管5與控制電路電連接，控制電路的輸出端與電器 電路連接。第一殼體l與第二殼體連接。壓力感知件2與光量控制件3連接， 由壓力感知件2的移動帶動光量控制件3的移動。
如圖1至圖4及圖8所示，為本實(shí)用新型基于上述方案提供的第一具體 實(shí)施例。
在該方案中，第一殼體l的一端為敞口，另一端開有通口ll。壓力感 知件2為波紋膜，波紋膜固定于第一殼體l與第二殼體連接處，中部與光 量控制件3連接。波紋膜2為環(huán)形或波紋形波紋膜，中部與光量控制件3相連接。
如圖2、圖3所示，第二殼體包括相互連接的電路板6、容置罩7和連 接殼體8，控制電路為MCU模塊電路，MCU模塊電路位于電路板6上。其中， MCU模塊電路的型號為mc908qt2a、 em78pl53、 picl2f675等8腳封裝芯片，
用脈沖掃描供電方式大幅度降低功耗。
在容置罩7內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室71 ，光發(fā)射管4和光接收管5分別位于兩個(gè) 腔室71內(nèi)，兩個(gè)腔室71的通口由可移動的光量控制件3蓋合或開啟。兩個(gè) 腔室71的內(nèi)壁以及光量控制件3的內(nèi)壁鍍有反光層或采用反光材料制成。連接殼體8與第一殼體1連接，波紋膜2的兩端固定于第一殼體1與連接殼 體8的連接處。
如圖2、圖3、圖4所示，連接殼體8的端面上設(shè)有2到4個(gè)凸起81，容 置罩7的側(cè)壁上開有與凸起81相配合的傾斜的旋轉(zhuǎn)斜面73，凸起81和旋轉(zhuǎn) 斜面73相配合連接。
連接殼體8通過凸起81與容置罩7上的旋轉(zhuǎn)斜面73相連接。當(dāng)連接殼 體8與容置罩7連接時(shí)可以沿著旋轉(zhuǎn)斜面73旋轉(zhuǎn)至不同的角度，改變了光 的反射量，從而可精密調(diào)節(jié)靈敏度。凸起81與旋轉(zhuǎn)斜面73連接可通過瞬 粘劑粘結(jié)，以保證產(chǎn)品的一致性。
當(dāng)本實(shí)施例提供的光電式微壓傳感器置于氣體負(fù)壓差環(huán)境時(shí)，波紋 膜2向右移動并帶動與其連接的光量控制件3移動，從而開啟容置罩7 內(nèi)兩個(gè)腔室71的通口，此時(shí)腔室71內(nèi)的光發(fā)射管4發(fā)出的光線被光量 控制件3反射至位于另一腔室71內(nèi)的光接收管5，光接收管5的阻抗變 化輸入到MCU模塊電路中作信號處理，同時(shí)MCU模塊電路輸出用于啟動 下一級執(zhí)行電路的電信號給電器電路中。
如圖5至圖7及圖8所示，為本實(shí)用新型提供的第二實(shí)施例。
在該方案中，壓力傳感組件部分的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同，這 里不再贅述。不同之處主要在于容置罩7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及光量控制件3的配 合關(guān)系上。
如圖5、圖6所示，第二殼體包括相互連接的電路板6、容置罩7和連 接殼體8，控制電路為MCU模塊電路，MCU模塊電路位于電路板6上，光發(fā)射管4和光接收管5位于容置罩7內(nèi)，連接殼體8與第一殼體1連接，波紋膜 2固定于第一殼體1與連接殼體8的連接處。
如圖5、圖6所示，容置罩7內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室72，光發(fā)射管4和光接收 管5分別位于兩個(gè)腔室72內(nèi)，兩個(gè)腔室72之間由可移動的光量控制件3隔 斷或聯(lián)通。在兩個(gè)腔室72的內(nèi)壁上均開有一個(gè)通孔75，并在兩個(gè)腔室72 之間設(shè)有一個(gè)可供光量控制件3移動的凹槽74，光量控制件3即是通過在 凹槽74內(nèi)移動來隔斷或聯(lián)通兩個(gè)通孔75來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)腔室72的隔斷或聯(lián)
通o
在本實(shí)施例中，光量控制件3采用遮光材料制成。其起到的目的是在 光量控制件3隔斷兩個(gè)通孔75時(shí)，將光發(fā)射管4發(fā)出的光遮擋。
當(dāng)本實(shí)施例提供的光電式微壓傳感器置于氣體負(fù)壓差環(huán)境時(shí)，波紋 膜2向右移動并帶動與其連接的光量控制件3在凹槽74內(nèi)移動，此時(shí)兩個(gè) 腔室72上的通孔75不被光量控制件9所遮擋，光發(fā)射管4所發(fā)出的光線被 接光收管5所接收，光接收管5的阻抗變化輸入到MCU模塊電路作信號處 理，同時(shí)MCU模塊電路輸出用于啟動下一級執(zhí)行電路的電信號給電器電 路中。
本實(shí)施例可以采用前述第一實(shí)施例中的容置罩7和連接殼體8的結(jié)構(gòu) 和連接關(guān)系，通過調(diào)節(jié)容置罩7和連接殼體8連接位置來調(diào)節(jié)光量控制件3 的遮擋量?；蛴眉す馐壳袛喙饬靠刂萍?的方式實(shí)現(xiàn)靈敏度的調(diào)節(jié)。
在上面所給出的兩個(gè)實(shí)施例中，光發(fā)射管4為發(fā)光二極管、或激光二 極管、紅外線發(fā)光二極管、紫外線發(fā)光二極管；光接收管5為光電二極管、 或光電三極管、或光敏電阻。MCU模塊電路可進(jìn)行開關(guān)量輸出或模擬量輸 出，并工作在脈沖掃描狀態(tài)。該脈沖掃描狀態(tài)下，MCU模塊電路以極低 功耗工作。
10本實(shí)用新型提供的光電式微壓傳感器可用于呼吸機(jī)和電子香煙等產(chǎn) 品中。該光電式微壓傳感器能根據(jù)人的正常呼吸或吸煙動作中的氣體壓
強(qiáng)變化，提供可靠的模擬信號輸入給MCU模塊電路。
權(quán)利要求1、一種光電式微壓傳感器，包括光電式傳感器組件、壓力傳感組件，其特征在于所述壓力傳感組件包括第一殼體(1)、位于所述第一殼體(1)內(nèi)并可感知壓力而移動的壓力感知件(2)；所述光電式傳感器組件包括第二殼體、控制電路、位于所述第二殼體內(nèi)并間隔分布的光發(fā)射管(4)和光接收管(5)、以及通過自身的移動來控制所述光接收管(5)接收光發(fā)射管(4)發(fā)出的光量多少的光量控制件(3)，所述光發(fā)射管(4)和光接收管(5)與所述控制電路電連接，所述控制電路的輸出端與電器電路連接；所述第一殼體(1)與第二殼體連接；所述壓力感知件(2)與光量控制件(3)連接，由所述壓力感知件(2)的移動帶動光量控制件(3)的移動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述第一殼體(1)的一端為敞口，另一端開有通口 (11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述壓力感知件(2)為波紋膜，所述波紋膜固定于所述第一殼體(1)與 第二殼體的連接處，中部與所述光量控制件(3)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述波紋膜(2)為環(huán)形或波紋形波紋膜，其截面為兩個(gè)半圓形拱起，所述 兩個(gè)半圓形拱起之間的銜接部連接所述光量控制件(3)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于 所述第二殼體包括相互連接的電路板(6)、容置罩(7)和連接殼體(8)， 所述控制電路為MCU模塊電路，所述MCU模塊電路位于所述電路板(6)上， 所述光發(fā)射管(4)和光接收管(5)位于所述容置罩(7)內(nèi)，所述連接 殼體(8)與所述第一殼體(1)連接，所述波紋膜(2)固定于所述第一 殼體(1)與連接殼體(8)的連接處。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述容置罩(7)內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室(71)，所述光發(fā)射管(4)和光接收管(5)分別位于兩個(gè)腔室(71)內(nèi)，所述兩個(gè)腔室(71)的通口由可移動 的所述光量控制件(3)蓋合或開啟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述兩個(gè)腔室(71)的內(nèi)壁以及光量控制件(3)的內(nèi)壁鍍有反光層或采用 反光材料制成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述連接殼體(8)的端面上設(shè)有2至4個(gè)凸起(81)，所述容置罩(7)的 側(cè)壁上設(shè)有與所述凸起(81)相配合的2至4個(gè)傾斜的旋轉(zhuǎn)斜面(73)， 所述凸起(81)和旋轉(zhuǎn)斜面(73)相配合連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述容置罩(7)內(nèi)設(shè)有兩個(gè)腔室(72)，所述光發(fā)射管(4)和光接收管(5)分別位于兩個(gè)腔室(72)內(nèi)，所述兩個(gè)腔室(72)之間開有凹槽(74)， 所述凹槽(74)與兩個(gè)腔室(72)之間開有通孔(75)，所述兩個(gè)腔室(72)之間由可移動的所述光量控制件(3)隔斷或聯(lián)通，所述光量控制 件(3)采用遮光材料制成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光電式微壓傳感器，其特征在于所 述光發(fā)射管(4)為發(fā)光二極管、或激光二極管、紅外線發(fā)光二極管、紫 外線發(fā)光二極管；所述光接收管(5)為光電二極管、或光電三極管、或 光敏電阻；所述MCU模塊電路可進(jìn)行開關(guān)量輸出或模擬量輸出，并工作在 脈沖掃描狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光電式微壓傳感器，包括光電式傳感器組件、壓力傳感組件，壓力傳感組件包括第一殼體和壓力感知件。光電式傳感器組件包括第二殼體、控制電路、光發(fā)射管和光接收管和光量控制件，光發(fā)射管和光接收管與控制電路電連接。第一殼體與第二殼體連接。壓力感知件與光量控制件連接，由壓力感知件的移動帶動光量控制件的移動。本實(shí)用新型將現(xiàn)有壓力傳感器與光電式傳感器相結(jié)合，利用波紋膜的移動帶動光量控制件移動，從而產(chǎn)生光量的變化，實(shí)現(xiàn)微壓的測量?？稍诘蛪毫r(shí)根據(jù)微壓差變化工作，防止電場、磁場、加速度、聲音等干擾，具有極高的靈敏度和抗干擾性能，解決了傳統(tǒng)的各種微壓傳感器在高靈敏度時(shí)抗干擾能力低的問題。
文檔編號G01D5/26GK201273820SQ20082013482
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者力 韓 申請人:力 韓