[發明專利]一種萬向壓力傳感器

在審

• 申請號: 202110605159.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113138041A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉齊軒;王曉玉;王春雷;楊亞;侯曉楠;詹明昊;王欣然
• 申請（專利權）人: 上海微電機研究所（中國電子科技集團公司第二十一研究所）
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02;G01B11/14;G01B15/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本發明屬于傳感器技術領域，具體而言，本發明涉及一種萬向壓力傳感器，包括類球形殼體和安裝在所述類球形殼體內的檢測計、測距裝置；所述類球形殼體具有彈性，內部密封有各向同性介質；所述檢測計用于檢測所述各向同性介質受壓時的壓強；所述測距裝置用于檢測所述類球形殼體受壓時形變位置的形變量和形變方向。本發明的萬向壓力傳感器在檢測壓力時能夠檢測各個方向的壓力值，還能夠反推出所受壓力的方向，安裝在機械結構的端部，能夠檢測出機械結構端部的受力方向和受力大小，為機械結構的受力分析提供便利。同時，本發明的萬向壓力傳感器，不僅能夠獲得所受壓力的大小，還能估算接觸面的面積，在部分情景下還可以區分不同方向的壓力來源。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，具體而言，本發明涉及一種萬向壓力傳感器。

背景技術

壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道、醫學等眾多行業。

壓力傳感器可用于檢測所受壓力值的大小，并且檢測具有方向性，在某些特定的方向上檢測精度高，而在其他方向上不具備檢測功能或檢測精度低。例如申請號為202010996030.8、申請日為2020年9月21日、發明創造名稱為一種壓力傳感器的專利申請文件，在該專利申請文件中，提到了一種壓力傳感器，包括介質結構、第一腔體、第二腔體、激光器、第一偏振片、第二偏振片、晶體和探測器；所述第一腔體、所述第二腔體和所述晶體設置于所述介質結構內，所述第一腔體通過所述晶體與所述第二腔體連接；所述第一偏振片和所述第二偏振片分別設置在所述晶體兩側，所述激光器和所述探測器分別設置在兩個所述腔體內。該壓力傳感器根據壓力不同導致晶體的雙折射不同，再通過檢測不同雙折射下的干涉光譜來檢測壓力，雖然能夠對壓力值進行檢測，但存在一定局限性，僅能夠在一定方向上較為精準的檢測壓力值，而不能檢測壓力的準確方向。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種萬向壓力傳感器，其技術方案如下：

一種萬向壓力傳感器，包括類球形殼體和安裝在所述類球形殼體內的檢測計、測距裝置；所述類球形殼體具有彈性，內部密封有各向同性介質；所述檢測計用于檢測所述各向同性介質受壓時的壓強；所述測距裝置用于檢測所述類球形殼體受壓時形變位置的形變量和形變方向。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述各向同性介質為氣體，所述檢測計為氣壓計。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述類球形殼體包括固定件和具有彈性的球殼，所述固定件與所述球殼密封為一體；所述固定件一端位于所述球殼的腔體內，用于為所述檢測計、所述測距裝置提供安裝位置，另一端延伸至所述球殼的外側，用于為萬向壓力傳感器提供外接物體的位置。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：一個所述球殼與一個或多個所述固定件密封為一體。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述球殼為橡膠、熱塑性彈性體材質的任一種。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述固定件為剛性柱體，側壁上設有凹槽，所述球殼上設有凸起，所述凸起與所述凹槽配合以密封所述球殼。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述固定件上還設有緊固環，所述緊固環上設有緊固釘，所述緊固環緊固在所述凸起與所述凹槽的配合處，位于所述球殼的外側。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述測距裝置為超聲波裝置、紅外裝置、激光裝置的任一種或其組合。

如上所述的萬向壓力傳感器，進一步優選為：所述測距裝置為紅外裝置，一個所述測距裝置包括一個紅外發射器和一個紅外接收器，所述紅外發射器和所述紅外接收器均安裝在所述類球形殼體內，所述紅外發射器用于發射紅外信號，所述紅外接收器用于接收經所述類球形殼體反射的紅外信號。