CN116026382A - 传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种传感器，包括：传感表面；壳体，包括凹部，该传感器表面位于凹部的底部，且所述凹部包括沿周向围绕所述传感器表面的至少一个侧壁和开口；其中，在所述至少一个侧壁中设置压缩流体喷口，以从该压缩流体喷口喷射压缩流体，以迫使位于所述传感器表面上的物质从所述开口离开。这种设计使得在不涉及额外机械部件的情况下以良好的效率进行原位刷新成为可能，从而在磨损颗粒出现的情况下降低传感器表面损坏(例如刮擦磨损)的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器，且尤其涉及一种可以刷新传感器表面物质的传感器。
背景技术
目前，在许多场合需要使用传感器来监测流体的状态。当监测粘弹性物质/半流体半固体物质(例如油脂、凝胶、浆糊、乳液等)的状态时，传感器能顺利捕获流体系统内部的新样本至关重要。与常规流体相比，由于这种物质的粘弹性，其缺乏流动性，并且需要特定的剪切力或压力等驱动力来刷新传感表面或从传感表面移除旧样品。
根据目前的技术，针对这种流体的传感器被设置在使用流体的系统中的特定的位置，例如在轴承内的润滑脂流动路径上，在该位置，所期望的是传感表面的样品能够被系统内固有润滑脂流场刷新。
然而，因为粘弹性物质的屈服以及黏着特性，这种依靠自身流动的刷新不够有效，并且当传感表面因这种物质的积累而被覆盖时非常难以清除，有碍于新样本的刷新和数据采集。一种传感器表面清除技术是使用机械旋转刮刀(例如由PTFE或硅橡胶制成)来清理传感器表面，但是这需要机械驱动部件，一旦传感器表面上有硬颗粒污染物，就会增加设计复杂性和机械损坏的风险，如磨损或擦伤。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种传感器，包括：传感表面；壳体，包括凹部，该传感器表面位于凹部的底部，且所述凹部包括沿周向围绕所述传感器表面的至少一个侧壁和开口；其中，在所述至少一个侧壁中设置压缩流体喷口，以从该压缩流体喷口喷射压缩流体，以迫使位于所述传感器表面上的物质从所述开口离开。
本发明的这种强制刷新传感器表面的机制使用压缩流体吹走传感器表面上的物质。通过系统内现有的流动，新的被感测样品可以再次到达传感器表面，并在传感器表面的顶部聚集，到达传感器壳体上的侧壁，以被阻挡并聚集。
基于本发明的这种传感器可以实现流体物质在传感器表面上的进给和刷新，从而可以更好地捕获最新的物质样本信号。这将实现传感器表面的样品更新，并且可以有效地收集系统内部的原位材料状况。
这种设计使得在不涉及额外机械部件的情况下以良好的效率进行原位刷新成为可能，从而在磨损颗粒出现的情况下降低传感器表面损坏(例如刮擦磨损)的风险。
附图说明
图1和2是根据本发明一实施例的传感器的示意图；
图3A和3B示出了根据本发明不同实施例的传感器表面及相关侧壁的布置方式。
具体实施方式
参见图1和2，根据本发明的一实施例，提供了一种传感器1，其包括：传感表面10和壳体20，该壳体包括凹部21，该传感器表面10位于凹部21的底部(或者说构成该凹部21的底部)，且凹部21包括沿周向围绕传感器表面10的侧壁211和开口212(参见图2)。在其中一个侧壁211(图2所示的侧壁211a)中设置压缩流体喷口213，以从该压缩流体喷口213喷射压缩流体，以迫使位于传感器表面上的物质从开口离开。
如前所述，传感器表面上的物质可能是油脂、凝胶这样的粘弹性/半固体半流体物质，其形成剪切流(shear flow)或压力流，且流动方向例如图1中箭头A所示。这种剪切流或压力流例如大致平行于传感器表面。
进而，压缩流体也可以根据传感器所应用的物质不同而有多种选择，例如压缩空气、压缩氮气、高压液体等，只要其适于移开位于传感器表面上的物质且基本不影响该物质以及系统的工作性能即可。在根据图1和2所示的实施例中，压缩流体优选实施为压缩空气。
传感器表面优选是平坦表面，且可以具有各种几何形状。从而，根据传感器表面的几何形状，可以将压缩流体喷口设置在与开口相对的位置。通过这种设置，压缩流体可以让位于传感器表面上的物质顺利地从开口离开。
例如，根据图1和2所示的优选实施例，传感器表面10形成为矩形传感器表面，凹部21包括沿周向围绕矩形传感器表面的三个侧壁211a、211b和211c和一个开口212，且压缩流体喷口213例如设置在与该开口212相对的侧壁211a处。图2示出了压缩流体的流动方向，其从位于壳体20底部的压缩流体入口22进入(例如经由未示出的软管连接到压缩流体源，如虚线箭头B所示)，并从压缩流体喷口213喷射(如虚线箭头C所示)，以便将位于传感器表面10上的物质从开口212吹离。
又例如，在未示出的实施例中，传感器表面可以形成为圆形传感器表面，而凹部则可以包括沿周向围绕圆形传感器表面的一个弧形侧壁和一个弧形开口，且压缩流体喷口设置在弧形侧壁中且与弧形开口相对的位置处。例如，该一个弧形侧壁可以采用沿周向围绕圆形传感器表面的优弧、劣弧、半圆弧的形式，则缺失的弧形部分相应地形成所述一个弧形开口。沿垂直于传感器表面的方向，弧形侧壁和弧形缺口例如形成大致C形形状。进而，压缩流体喷口可以形成在弧形侧壁的某一位置处，并只要其朝向开口喷射压缩流体以将位于传感器表面上的物质吹离即可。
尽管图1和2的实施例中采用了矩形传感器表面且凹部设置为具有三个侧壁，但是可以想到在传感器表面的一侧设置一个侧壁、或两个侧壁的情况。如图3A的俯视图所示，在该实施例中，可以仅沿传感器表面10的一个侧边形成一个侧壁211(如图3A中黑色实心部分所示)，而其他三个侧边处没有侧壁，形成相对于开口的开放部分，相应地，在该一个侧壁211中设置压缩流体喷口(未示出)。又如图3B的俯视图所示，在该实施例中，可以沿传感器表面10的两个侧边设置两个侧壁211a和211b(如图3B中黑色实心部分所示)，相应地，在该两个侧壁211a和211b中的任一个中设置压缩流体喷口(未示出)。因此，根据本发明，沿周向围绕传感器表面的侧壁可以是至少一个。
进而，根据未示出的其他实施例，传感器表面可以形成为多边形传感器表面，所述凹部包括沿周向围绕所述多边形传感器表面的侧壁(至少一个)和一个开口，且所述压缩流体喷口设置在与所述一个开口相对的侧壁处。
如前所述，传感器表面上的物质例如是粘弹性物质，其以剪切流或压力流等方式流经传感器表面。从而可以将压缩流体喷口设置为沿与该剪切流或压力流的方向相对(或者说相反)的方向喷射压缩流体。例如图1和2所示的实施例中，从压缩流体喷口213中喷射的流体(图2中的虚线箭头C)与剪切流或压力流的方向(图1中的箭头A)相对，通过这样的优选设计，可以使得刚刚被压缩流体移除的物质不会被立即推回到传感器表面10，以便有利于被感测样品的充分刷新。
当然，根据传感器及其应用结构的具体情况，也可以将压缩流体喷口设置为沿与该剪切流或压力流的方向垂直或倾斜的方向喷射压缩流体，从而可以更加灵活地设计传感器及其表面物质清除/刷新机制，以适应不同的需要。
根据图1和2所述的实施例，压缩流体喷口213例如可以在与压缩流体喷射方向(图2中的虚线箭头B所示的方向)垂直的截面中具有窄长矩形形状。当然，也可以想到采用其他截面形状的压缩流体喷口，也可以将压缩流体喷口设置为一个或多个。
根据不同的实施例，压缩流体喷口可以沿与传感器表面平行或倾斜的方向喷射压缩流体。在图1和2所示的实施例中，压缩流体喷口213大致沿平行于传感器表面10的方向喷射压缩流体，但是根据不同的情况，也可以通过设置压缩流体喷口的内部导流结构而使得所喷射的压缩流体倾斜地朝向传感器表面(例如对着传感器表面或偏离传感器表面)喷射压缩流体。
另外，由于根据本发明的传感器可以应用于多种不同的具有粘附性以及粘弹性流体，所以可以根据位于传感器表面上的物质本身的特性以及系统流场的状态，可以使压缩流体以一规定的频率喷射并持续一定时间(例如针对油脂每小时一次并持续喷射60秒或60秒以上等等)，从而可以更充分地清除传感器表面上的物质，以刷新被感测样本。而且，压缩流体的压力也可以根据不同的应用场合而适当选择，只要能实现传感器表面物质的充分清除且不影响被传感样本的刷新即可。
进而，根据进一步的优选实施例，传感器表面可以经表面处理，以具有与位于传感器表面上的物质疏离的性质，例如针对油脂或润滑剂设置疏油涂层。这样可以有助于让传感器表面上积累的物质顺利移除。
上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，但本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可对上述实施例做出多种变型和改型，且可对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，该保护范围由权利要求确定。
Claims (10)
1.一种传感器，包括：
传感表面；
壳体，包括凹部，该传感器表面位于凹部的底部，且所述凹部包括沿周向围绕所述传感器表面的至少一个侧壁和开口；
其中，在所述至少一个侧壁中设置压缩流体喷口，以从该压缩流体喷口喷射压缩流体，以迫使位于所述传感器表面上的物质从所述开口离开。
2.如权利要求1所述的传感器，其中，根据所述传感器表面的几何形状，将所述压缩流体喷口设置在与所述开口相对的位置。
3.如权利要求2所述的传感器，其中，所述传感器表面形成为多边形传感器表面，所述凹部包括沿周向围绕所述多边形传感器表面的至少一个侧壁和一个开口，且所述压缩流体喷口设置在与所述一个开口相对的侧壁处。
4.如权利要求2所述的传感器，其中，所述传感器表面形成为圆形传感器表面，所述凹部包括沿周向围绕所述圆形传感器表面的一个弧形侧壁和一个弧形开口，且所述压缩流体喷口设置在所述一个弧形侧壁中且与所述一个弧形开口相对的位置处。
5.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，所述传感器表面上的物质包括粘弹性物质，其以剪切流或压力流的方式流经所述传感器表面，且所述压缩流体喷口设置为沿与该剪切流或压力流的方向相对的方向喷射压缩流体。
6.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，所述传感器表面上的物质包括粘弹性物质，其以剪切流或压力流的方式流经所述传感器表面，且所述压缩流体喷口设置为沿与该剪切流或压力流的方向垂直或倾斜的方向喷射压缩流体。
7.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，所述压缩流体喷口沿与所述传感器表面平行或倾斜的方向喷射压缩流体。
8.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，所述压缩流体包括压缩空气、压缩氮气、高压液体中的任何一种。
9.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，根据位于所述传感器表面上的物质性质，使所述压缩流体以规定频率喷射并持续一定时间。
10.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其中，所述传感器表面经表面处理，以具有与位于所述传感器表面上的物质疏离的性质。
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