[發(fā)明專利]基于導(dǎo)電特性變化的杠桿式壓力傳感器及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010062306.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111238697A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 西安柯萊特信息科技有限公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于導(dǎo)電特性變化的杠桿式壓力傳感器及系統(tǒng)，具體而言，涉及壓力測量領(lǐng)域。本申請公開的杠桿式壓力傳感器包括：殼體、杠桿部和導(dǎo)電部，杠桿部和導(dǎo)電部設(shè)置在殼體內(nèi)部，其中，當(dāng)壓力作用在杠桿式壓力傳感器上時，壓力從金屬彈性膜片傳遞到杠桿部，杠桿部的受力部在壓力的作用下，驅(qū)動轉(zhuǎn)動桿繞支撐桿進(jìn)行下壓，由于該杠桿部的另一端連接有導(dǎo)電部，導(dǎo)電部包括柔性材料層、導(dǎo)電材料層和第三電極和第四電極，由于柔性材料在力的作用下可以被拉伸，導(dǎo)電材料層也被拉伸，從而使得該導(dǎo)電材料層的導(dǎo)電特性發(fā)生改變，根據(jù)該導(dǎo)電特性改變與壓力的對應(yīng)關(guān)系，就可以準(zhǔn)確的得到待測壓力值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓力測量領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于導(dǎo)電特性變化的杠桿式壓力傳感器及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

壓力是造成結(jié)構(gòu)變形、損壞的主要原因，過大的壓力不僅使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的形變，降低結(jié)構(gòu)的承載力，還會縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，工程中通過壓力傳感器對結(jié)構(gòu)所受的壓力進(jìn)行監(jiān)測來評估結(jié)構(gòu)的安全性。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過光纖光柵傳感技術(shù)測量壓力，光纖光柵具有傳輸損耗小、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)良性能。

但是，光纖光柵傳感器只能用于工作環(huán)境較好或是待測結(jié)構(gòu)要求精小傳感器的應(yīng)用場合，在環(huán)境惡略的情況下極易損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于導(dǎo)電特性變化的杠桿式壓力傳感器及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖光柵傳感器只能用于工作環(huán)境較好或是待測結(jié)構(gòu)要求精小傳感器的應(yīng)用場合，在環(huán)境惡略的情況下極易損壞的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于導(dǎo)電特性變化的杠桿式壓力傳感器，杠桿式壓力傳感器包括：殼體、杠桿部和導(dǎo)電部，杠桿部和導(dǎo)電部設(shè)置在殼體內(nèi)部；

殼體的一面設(shè)置為金屬彈性膜片，金屬彈性膜片具有彈性形變，殼體與金屬彈性膜片所在面相鄰的一面設(shè)置有第一電極和第二電極；

杠桿部包括：支撐桿、轉(zhuǎn)動桿和壓力桿，壓力桿的一端與殼體的金屬彈性膜片的面固定連接，支撐桿的一端與殼體的金屬彈性膜片相對的面固定連接，支撐桿和壓力桿的另一端分別與轉(zhuǎn)動桿的相對的兩側(cè)轉(zhuǎn)動設(shè)置，支撐桿、轉(zhuǎn)動桿和壓力桿形成杠桿結(jié)構(gòu)，其中，壓力桿為受力部；

導(dǎo)電部設(shè)置在杠桿部遠(yuǎn)離受力桿的一端，杠桿部的一端通過導(dǎo)電部與殼體連接，導(dǎo)電部包括：柔性材料層、導(dǎo)電材料層和第三電極和第四電極，導(dǎo)電材料層設(shè)置在柔性材料層的一側(cè)，第三電極和第四電極設(shè)置在導(dǎo)電材料遠(yuǎn)離柔性材料的一側(cè)，第三電極與第一電極電連接，第四電極與第二電極電連接。

可選地，該杠桿式壓力傳感器還包括調(diào)節(jié)部，調(diào)節(jié)部滑動設(shè)置在殼體與金屬彈性膜片相對的面上，支撐桿的一端與調(diào)節(jié)部固定連接，調(diào)節(jié)部用于調(diào)節(jié)支撐桿與轉(zhuǎn)動桿接觸的位置。

可選地，該受力桿和支撐桿與轉(zhuǎn)動桿接觸的位置均設(shè)置為圓弧面。

可選地，該轉(zhuǎn)動桿上與受力桿接觸的位置設(shè)置有凹槽，受力桿的另一端與轉(zhuǎn)動桿的凹槽轉(zhuǎn)動設(shè)置。

可選地，該轉(zhuǎn)動桿上與支撐桿接觸的位置設(shè)置有凹槽，支撐桿的另一端與轉(zhuǎn)動桿的凹槽轉(zhuǎn)動設(shè)置。

可選地，該導(dǎo)電材料層的材料為石墨烯。

可選地，該杠桿式壓力傳感還包括硫化鉬層，硫化鉬層設(shè)置在導(dǎo)電材料層靠近第三電極和第四電極的一側(cè)。

可選地，該杠桿式壓力傳感還包括多個導(dǎo)電材料條，多個導(dǎo)電材料平行設(shè)置在柔性材料遠(yuǎn)離導(dǎo)電材料層的一側(cè)。

可選地，該多個導(dǎo)電材料條首尾連接。