CN219715142U - 多功能检测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能检测装置及电子设备，其中的装置包括：基板以及与基板形成封装结构的外壳；封装结构包括第一腔室和第二腔室，在第一腔室内设置有检测芯片，在外壳上设置有与第一腔室导通的外壳孔以及悬设在外壳孔处的敏感薄膜；在基板上设置有连接检测芯片和第二腔室的基板通道；敏感薄膜用于根据空气湿度或气体浓度产生形变，检测芯片用于检测在敏感薄膜变形状态下，第一腔室和第二腔室的压力差，以通过压力差确定空气湿度或气体浓度。利用上述实用新型能够通过差压传感器芯片实现对空气中湿度或目标气体浓度的检测。

Description

多功能检测装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子产品技术领域，更为具体地，涉及一种多功能检测装置及电子设备。

背景技术

随着智能化电子产品的不断发展以及人们对健康问题的日益重视，越来越多的智能化产品进入到人们的生活中，例如，室内空气湿度检测已经成为智能家居普遍关注的问题。

目前，大部分的检测装置均是通过湿度传感器完成湿度检测，湿度传感器在吸收水分后，其电阻值或电容值会发生变化，进而通过电阻值或电容值的变化，确定环境湿度。

但是，采用湿度传感器进行检测的方式，检测参数单一，成本高，灵活性差，为此，目前亟需一种检测装置，能够在脱离湿度传感器的情况下，实现对空气湿度或气体浓度等多参数的检测。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种多功能检测装置及设备，以解决现有湿度检测装置存在的检测参数单一，成本高，灵活性差等问题。

本实用新型提供的多功能检测装置，包括：基板以及与基板形成封装结构的外壳；封装结构包括第一腔室和第二腔室，在第一腔室内设置有检测芯片，在外壳上设置有与第一腔室导通的外壳孔以及悬设在外壳孔处的敏感薄膜；在基板上设置有连接检测芯片和第二腔室的基板通道；敏感薄膜用于根据空气湿度或气体浓度产生形变，检测芯片用于检测在敏感薄膜变形状态下，第一腔室和第二腔室的压力差，以通过压力差确定空气湿度或气体浓度。

此外，可选的结构特征是，在外壳的内侧壁贴设有包围外壳孔设置的粘接环；敏感薄膜贴设在粘接环远离外壳孔的一端。

此外，可选的结构特征是，敏感薄膜的尺寸大于外壳孔的尺寸。

此外，可选的结构特征是，检测芯片包括差压传感器ASIC芯片和差压传感器MEMS芯片；在第一腔室所在的基板上设置有第一通道口，差压传感器MEMS芯片覆盖第一通道口设置。

此外，可选的结构特征是，在第二腔室所在的基板上设置有第二通道口，第一通道口与第二通道口通过基板通道连接导通。

此外，可选的结构特征是，在差压传感器ASIC芯片内设置有温度测量单元，温度测量单元用于采集温度并进行温度补偿。

此外，可选的结构特征是，差压传感器ASIC芯片通过导线与基板连接导通，差压传感器ASIC芯片和差压传感器MEMS芯片通过导线连接导通。

此外，可选的结构特征是，敏感薄膜用于吸附空气中的水分，并基于水分的含量产生对应的形变；或者，敏感薄膜用于吸附空气中的目标气体，并基于目标气体的含量产生对应的形变。

此外，可选的结构特征是，基板通道设置有至少一条。

另外，本实用新型还提供一种电子设备，包括上述多功能检测装置。

利用上述多功能检测装置及电子设备，将封装结构设置为第一腔室和第二腔室，并在在基板上设置有连接第一腔室和第二腔室的基板通道；在第一腔室内设置有检测芯片，在外壳上设置有与第一腔室导通的外壳孔以及悬设在外壳孔处的敏感薄膜，当空气湿度或气体浓度作用在敏感薄膜上时，敏感薄膜会产生形变，然后通过检测芯片检测敏感薄膜变形状态下，第一腔室和第二腔室的压力差，最终通过压力差确定空气湿度或气体浓度参数，结构简单，检测灵活，可适用于对空气湿度或气体浓度的检测。

为了实现上述以及相关目的，本实用新型的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的多功能检测装置的第一状态示意图；

图2为根据本实用新型实施例的多功能检测装置的第二状态示意图。

其中的附图标记包括：基板1、第一通道口12、第二通道口11、基板通道2、差压传感器ASIC芯片3、差压传感器MEMS芯片4、第一腔室51、第二腔室52、外壳6、外壳孔61、粘接环7、敏感薄膜8。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

为解决目前湿度检测装置存在的检测参数单一，成本高，灵活性差等问题，本实用新型提供一种多功能检测装置及电子设备，将封装结构设置为第一腔室和第二腔室，并在在基板上设置有连接第一腔室和第二腔室的基板通道；在第一腔室内设置有检测芯片，在外壳上设置有与第一腔室导通的外壳孔以及悬设在外壳孔处的敏感薄膜，当空气湿度或气体浓度作用在敏感薄膜上时，敏感薄膜会产生形变，然后通过覆盖基板通孔的检测芯片检测敏感薄膜在变形状态下，第一腔室和第二腔室的压力差，最终通过压力差确定空气湿度或气体浓度等参数，装置结构简单，检测灵活，可适用于对空气湿度或气体浓度的多功能检测。

为详细描述本实用新型内的多功能检测装置及电子设备，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本实用新型实施例的多功能检测装置在不同状态的示意结构。

如图1和图2所示，本实用新型实施的多功能检测装置，包括基板1以及与基板1形成封装结构的外壳6；封装结构包括第一腔室51和第二腔室52，在第一腔室51内设置有检测芯片，在外壳6上设置有与第一腔室51导通的外壳孔61以及悬设在外壳孔61处的敏感薄膜8；在基板1上设置有连接检测芯片和第二腔室52的基板通道2，检测芯片覆盖在基板通道2的通孔处，即第一腔室51和第二腔室52之间通过检测芯片连接；敏感薄膜8能够在空气湿度或气体浓度的作用下产生形变，然后通过检测芯片检测在敏感薄膜8变形状态下，第一腔室51和第二腔室52的压力差，以通过压力差确定空气湿度或气体浓度。

具体地，由于敏感薄膜8在吸收空气中水分子或者气体分子之后会发生形变，因此可在外壳6的内侧壁贴设有包围外壳孔61设置的粘接环7，粘接环7具有一定的高度，敏感薄膜8贴设在粘接环7远离外壳孔61的一端，从而使得敏感薄膜8与外壳6之间形成一定的间距；此外，敏感薄膜8的检测面朝向外壳孔61设置，以便能够准确的检测空气湿度或目标气体的浓度。

在本实用新型的一个具体实施方式中，敏感薄膜8的尺寸可设置为大于外壳孔61的尺寸，而粘接环7的尺寸大于敏感薄膜8的检测面的尺寸，从而能够通过薄膜的形变，使得第一腔室51和第二腔室52的压力发生变化，并通过检测芯片检测该压力差值。

其中，检测芯片包括差压传感器ASIC芯片3和差压传感器MEMS芯片4，差压传感器ASIC芯片3通过导线与基板1连接导通，差压传感器ASIC芯片3和差压传感器MEMS芯片4通过导线连接导通；在第一腔室51所在的基板1上设置有第一通道口12，差压传感器MEMS芯片4覆盖第一通道口12设置，在第二腔室52所在的基板1上设置有第二通道口11，第一通道口12与第二通道口11通过至少一条基板通道2连接导通。

此外，还可在差压传感器ASIC芯片3内设置温度测量单元，通过温度测量单元能够采集温度并进行温度补偿，进而得到检测环境的实际温度值，确定最终的检测结果。

具体地，敏感薄膜8用于吸附空气中的水分，并基于水分的含量产生对应的形变；或者，敏感薄膜8用于吸附空气中的目标气体，并基于目标气体的含量产生对应的形变。

作为具体示例，在敏感薄膜8用于检测空气湿度的情况下，当敏感薄膜8没有吸收水分子时，其不会发生形变，第一腔室51的体积和第二腔室52的体积均不会发生变化。根据公式PV＝nRT(n是气体物质的量，R为常数)，第一腔室51内的气压为P1＝nRT/V1＝nRT/V0，第二腔室52的气压为P2＝nRT/V2＝nRT/V0，则此时检测芯片，即差压传感器拾取到的第一腔室51和第二腔室52两端的压力差为△P＝nRT/V0-nRT/V0＝0。

进而，当敏感薄膜8吸收一定的水分子后，其会发生形变，如附图2中的状态所示，差压传感器MEMS芯片4的检测膜上部的第一腔室51的体积会被压缩，第二腔室52的体积不会被压缩。则根据公式PV＝nRT(n是气体物质的量，R为常数)，最终第一腔室51的气压为P1＝nRT/V1＝nRT/(V0-△V)，第二腔室52的气压为P2＝nRT/V2＝nRT/V0。此时，差压传感器拾取到的膜两端压力差为△P＝P1-P2＝nRT/(V0-△V)-nRT/V0＝nRT*△V/(V0-△V)/V0。

其中，P0、V0为固定常数值，△P受△V和T的影响而变化。△V和敏感薄膜8吸收的水分子量有一定的关系，且根据差压传感器ASIC芯片3上的二极管温度测量单元得到实际温度T后，进而根据△P即可得到待测湿度值。

同理，本实用新型也能够用于对气体浓度的检测，将敏感薄膜8更换为对特定气体敏感的材料即可。

与上述多功能检测装置相对应，本实用新型还提供一种电子设备。

需要说明的是，上述电子设备的实施例可参考上述多功能检测装置实施例中的描述，此处不再一一赘述。

根据上述本实用新型的多功能检测装置及电子设备，将封装结构设置为第一腔室和第二腔室，并在在基板上设置有连接第一腔室和第二腔室的基板通道；在第一腔室内设置有检测芯片，在外壳上设置有与第一腔室导通的外壳孔以及悬设在外壳孔处的敏感薄膜，当空气湿度或气体浓度作用在敏感薄膜上时，敏感薄膜会产生形变，然后通过覆盖基板通孔的检测芯片检测第一腔室和第二腔室的压力差，通过压力差确定空气湿度或气体浓度等参数，装置结构简单，检测灵活，可适用于对空气湿度或气体浓度的多功能检测。

如上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的多功能检测装置及电子设备。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的多功能检测装置及电子设备，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种多功能检测装置，包括：基板以及与基板形成封装结构的外壳；其特征在于，

所述封装结构包括第一腔室和第二腔室，在所述第一腔室内设置有检测芯片，在所述外壳上设置有与所述第一腔室导通的外壳孔以及悬设在所述外壳孔处的敏感薄膜；

在所述基板上设置有连接所述检测芯片和所述第二腔室的基板通道；

所述敏感薄膜用于根据空气湿度或气体浓度产生形变，所述检测芯片用于检测在所述敏感薄膜变形状态下，所述第一腔室和所述第二腔室的压力差，以通过所述压力差确定所述空气湿度或所述气体浓度。

2.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，

在所述外壳的内侧壁贴设有包围所述外壳孔设置的粘接环；

所述敏感薄膜贴设在所述粘接环远离所述外壳孔的一端。

3.如权利要求2所述的多功能检测装置，其特征在于，

所述敏感薄膜的尺寸大于所述外壳孔的尺寸。

4.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，

所述检测芯片包括差压传感器ASIC芯片和差压传感器MEMS芯片；

在所述第一腔室所在的基板上设置有第一通道口，所述差压传感器MEMS芯片覆盖所述第一通道口设置。

5.如权利要求4所述的多功能检测装置，其特征在于，

在所述第二腔室所在的基板上设置有第二通道口，所述第一通道口与所述第二通道口通过所述基板通道连接导通。

6.如权利要求4所述的多功能检测装置，其特征在于，

在所述差压传感器ASIC芯片内设置有温度测量单元，所述温度测量单元用于采集温度并进行温度补偿。

7.如权利要求4所述的多功能检测装置，其特征在于，

所述差压传感器ASIC芯片通过导线与所述基板连接导通，所述差压传感器ASIC芯片和所述差压传感器MEMS芯片通过导线连接导通。

8.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，

所述敏感薄膜用于吸附空气中的水分，并基于所述水分的含量产生对应的形变；或者，

所述敏感薄膜用于吸附空气中的目标气体，并基于所述目标气体的含量产生对应的形变。

9.如权利要求1所述的多功能检测装置，其特征在于，

所述基板通道设置有至少一条。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的多功能检测装置。