一种万向压力传感器制造技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，具体而言，本发明专利技术涉及一种万向压力传感器，包括类球形壳体和安装在所述类球形壳体内的检测计、测距装置；所述类球形壳体具有弹性，内部密封有各向同性介质；所述检测计用于检测所述各向同性介质受压时的压强；所述测距装置用于检测所述类球形壳体受压时形变位置的形变量和形变方向。本发明专利技术的万向压力传感器在检测压力时能够检测各个方向的压力值，还能够反推出所受压力的方向，安装在机械结构的端部，能够检测出机械结构端部的受力方向和受力大小，为机械结构的受力分析提供便利。同时，本发明专利技术的万向压力传感器，不仅能够获得所受压力的大小，还能估算接触面的面积，在部分情景下还可以区分不同方向的压力来源。

【技术实现步骤摘要】
一种万向压力传感器
本专利技术属于传感器
，具体而言，本专利技术涉及一种万向压力传感器。
技术介绍
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道、医学等众多行业。压力传感器可用于检测所受压力值的大小，并且检测具有方向性，在某些特定的方向上检测精度高，而在其他方向上不具备检测功能或检测精度低。例如申请号为202010996030.8、申请日为2020年9月21日、专利技术创造名称为一种压力传感器的专利申请文件，在该专利申请文件中，提到了一种压力传感器，包括介质结构、第一腔体、第二腔体、激光器、第一偏振片、第二偏振片、晶体和探测器；所述第一腔体、所述第二腔体和所述晶体设置于所述介质结构内，所述第一腔体通过所述晶体与所述第二腔体连接；所述第一偏振片和所述第二偏振片分别设置在所述晶体两侧，所述激光器和所述探测器分别设置在两个所述腔体内。该压力传感器根据压力不同导致晶体的双折射不同，再通过检测不同双折射下的干涉光谱来检测压力，虽然能够对压力值进行检测，但存在一定局限性，仅能够在一定方向上较为精准的检测压力值，而不能检测压力的准确方向。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种万向压力传感器，其技术方案如下：一种万向压力传感器，包括类球形壳体和安装在所述类球形壳体内的检测计、测距装置；所述类球形壳体具有弹性，内部密封有各向同性介质；所述检测计用于检测所述各向同性介质受压时的压强；所述测距装置用于检测所述类球形壳体受压时形变位置的形变量和形变方向。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述各向同性介质为气体，所述检测计为气压计。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述类球形壳体包括固定件和具有弹性的球壳，所述固定件与所述球壳密封为一体；所述固定件一端位于所述球壳的腔体内，用于为所述检测计、所述测距装置提供安装位置，另一端延伸至所述球壳的外侧，用于为万向压力传感器提供外接物体的位置。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：一个所述球壳与一个或多个所述固定件密封为一体。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述球壳为橡胶、热塑性弹性体材质的任一种。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述固定件为刚性柱体，侧壁上设有凹槽，所述球壳上设有凸起，所述凸起与所述凹槽配合以密封所述球壳。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述固定件上还设有紧固环，所述紧固环上设有紧固钉，所述紧固环紧固在所述凸起与所述凹槽的配合处，位于所述球壳的外侧。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述测距装置为超声波装置、红外装置、激光装置的任一种或其组合。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述测距装置为红外装置，一个所述测距装置包括一个红外发射器和一个红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器均安装在所述类球形壳体内，所述红外发射器用于发射红外信号，所述红外接收器用于接收经所述类球形壳体反射的红外信号。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述测距装置为超声波装置，一个所述测距装置包括一个超声波发射器和一个超声波接收器，所述超声波发射器和所述超声波接收器均安装在所述类球形壳体内，所述超声波发射器用于发射超声波信号，所述超声波接收器用于接收经所述类球形壳体反射的超声波信号。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述测距装置为激光装置，一个所述测距装置包括一个激光发射器和一个激光接收器，所述激光发射器和所述激光接收器均安装在所述类球形壳体内，所述激光发射器用于发出激光信号，所述激光接收器用于接收经所述类球形壳体反射的激光信号。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述类球形壳体内安装有一个或多个所述测距装置；所述类球形壳体内安装有一个所述检测计。如上所述的万向压力传感器，进一步优选为：所述类球形壳体内安装有三个所述测距装置和一个所述检测计；每个所述测距装置均对应一个信号落点，所述类球形壳体上设有固定点，一个所述固定点和三个所述信号落点位于用于测量的虚拟四面体的四个顶点处，所述虚拟四面体通过棱长的变化检测受压方向。分析可知，与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术的万向压力传感器不局限于单一方向测量，在检测压力时能够检测各个方向的压力值，在检测压力值的同时，还能够反推出所受压力的方向，安装在机械结构的端部，能够检测出机械结构端部的受力方向和受力大小，为机械结构的受力分析提供便利。同时，本专利技术的万向压力传感器，不仅能够获得所受压力的大小，还能估算接触面的面积，在部分情景下还可以区分不同方向的压力来源。附图说明图1为本专利技术的万向压力传感器的内部结构示意图。图2为本专利技术的万向压力传感器在锁紧环处的剖视图。图中：1-固定件；2-检测计；3-测距装置；4-球壳；5-凸起；6-紧固环；7-紧固钉。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。请参考图1和图2，其中，图1为本专利技术的万向压力传感器的内部结构示意图；图2为本专利技术的万向压力传感器在锁紧环处的剖视图。本专利技术提供了一种万向压力传感器，主要包括类球形壳体和安装在类球形壳体内的测距装置3以及检测计2。类球形壳体具有弹性，内部密封有各向同性介质；检测计2用以检测各向同性介质受压时的压强；测距装置3用以检测类球形壳体受压时形变位置的形变量和形变方向。在本专利技术中，类球形壳体具有弹性，在受压时能够产生弹性形变，以挤压内部密封的各向同性介质，各向同性介质在受压后压缩，产生的压强被检测计2检测捕获。同时，类球形壳体在弹性形变时，弹性形变的部位与测距装置3之间的距离产生变动，变化值被测距装置3捕获，经测距装置3检测后能够推测出外力各分力的方向。本专利技术的万向压力传感器不局限于单一方向测量，在检测压力时能够检测各个方向的压力值，在检测压力值的同时，还能够反推出所受压力的方向，安装在机械结构的端部，能够检测出机械结构端部的受力方向和受力大小，为机械结构的受力分析提供便利。本专利技术的万向压力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种万向压力传感器，其特征在于，包括：/n类球形壳体和安装在所述类球形壳体内的检测计、测距装置；/n所述类球形壳体具有弹性，内部密封有各向同性介质；/n所述检测计用于检测所述各向同性介质受压时的压强；/n所述测距装置用于检测所述类球形壳体受压时形变位置的形变量和形变方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种万向压力传感器，其特征在于，包括：
类球形壳体和安装在所述类球形壳体内的检测计、测距装置；
所述类球形壳体具有弹性，内部密封有各向同性介质；
所述检测计用于检测所述各向同性介质受压时的压强；
所述测距装置用于检测所述类球形壳体受压时形变位置的形变量和形变方向。


2.根据权利要求1所述的万向压力传感器，其特征在于：
所述类球形壳体包括固定件和具有弹性的球壳，所述固定件与所述球壳密封为一体；
所述固定件一端位于所述球壳的腔体内，用于为所述检测计、所述测距装置提供安装位置，另一端延伸至所述球壳的外侧，用于为万向压力传感器提供外接物体的位置；
一个所述球壳与一个或多个所述固定件密封为一体。


3.根据权利要求1所述的万向压力传感器，其特征在于：
所述测距装置为超声波装置、红外装置、激光装置的任一种或其组合。


4.根据权利要求1所述的万向压力传感器，其特征在于：
所述各向同性介质为气体，所述检测计为气压计。


5.根据权利要求1所述的万向压力传感器，其特征在于：
所述类球形壳体内安装有一个或多个所述测距装置；
所述类球形壳体内安装有一个所述检测计。


6.根据权利要求5所述的万向压力传感器，其特征在于：
所述类球形壳体内安装有三个所述测距装置和一个所述检测计；
每个所述测距装置均对应一个信号落点，所述类球形壳体上设有固定点，一个所述固定点和三个所述信号落点位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘齐轩，王晓玉，王春雷，杨亚，侯晓楠，詹明昊，王欣然，
申请(专利权)人：上海微电机研究所中国电子科技集团公司第二十一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31