CN219870064U - 薄膜式压力感测片及压力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及压力传感器技术领域，提供了一种薄膜式压力感测片及压力传感器，其中，薄膜式压力感测片包括：彼此连接的基层和密封层，所述基层和密封层之间形成密封的腔体，所述腔体包括彼此连通的安装腔和空气容纳腔，所述安装腔和空气容纳腔沿所述基层的延展方向排布；感测电极和感测材料层，所述感测电极设置在所述基层上且位于所述安装腔内，所述感测材料层被封装在所述安装腔内且位于所述感测电极与所述密封层之间，本薄膜式压力感测片不会对薄膜式压力感测片的压力检测结果造成不良影响。

Description

薄膜式压力感测片及压力传感器

技术领域

本申请涉及压力传感器技术领域，更具体地说，涉及一种薄膜式压力感测片及压力传感器。

背景技术

薄膜式压力感测片由于其轻薄、柔性的优点，已广泛应用于工业领域。常见的薄膜式压力感测片基于其所受压力大小的改变而产生电信号的改变，采集器通过获取改变的电信号以将电信号转换成压力信息。

现有技术中，薄膜式压力感测片主要包括感测层(感测电极)、压敏层(感测材料层)及封装层(密封层)，压敏层夹设在封装层与感测层之间，这样当压敏层或感测层受挤压力时会改变压敏层与感测层之间的接触面积，压敏层与感测层之间的接触面积发生变化进而产生电信号的变化。但这样的设置方式以下缺陷：

当压敏层与感测层受挤压时，压敏层与感测层之间的接触面积变大，压敏层与感测层之间的空气被挤压，这些被挤压的空气易堆积在某一挤压力较小的位置，进而影响压力检测结果。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种薄膜式压力感测片，旨在解决现有技术中的薄膜式压力感测片因为内部空气堆积影响压力检测结果的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种薄膜式压力感测片，其中，包括：

彼此连接的基层和密封层，所述基层和密封层之间形成密封的腔体，所述腔体包括彼此连通的安装腔和空气容纳腔，所述安装腔和空气容纳腔沿所述基层的延展方向排布；

感测电极和感测材料层，所述感测电极设置在所述基层上且位于所述安装腔内，所述感测材料层被封装在所述安装腔内且位于所述感测电极与所述密封层之间。

进一步地，所述薄膜式压力感测片包括限位结构，所述限位结构用于将所述感测材料层限位在所述安装腔。

进一步地，所述安装腔和空气容纳腔彼此连通位置的具有连通口，所述安装腔具有从所述连通口的两侧延伸外扩的轮廓壁，所述限位结构包括所述轮廓壁，所述轮廓壁将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

进一步地，所述限位结构包括置于所述空气容纳腔中的限位件，所述限位件将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

进一步地，所述限位结构包括设置在所述安装腔的轮廓壁上或者设置在所述空气容纳腔的轮廓壁上的凸出部，所述凸出部将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

进一步地，所述空气容纳腔的容积小于所述安装腔的容积。

进一步地，所述空气容纳腔的数量为多个，多个所述空气容纳腔彼此隔开且分别与所述安装腔连通；或者，多个所述空气容纳腔依次连通，且多个所述空气容纳腔的其中一个空气容纳腔与所述安装腔连通。

进一步地，所述基层设置有信号对接端，所述安装腔、空气容纳腔、信号对接端依次排布。

进一步地，所述安装腔的轮廓形状与所述感测材料层的轮廓形状相同。

进一步地，所述薄膜式压力感测片包括设置在所述密封层背离所述基层一侧的防护层，所述防护层朝向所述基层的投影覆盖所述感测电极和感测材料层。

此外，本实用新型还提供一种压力传感器，其中，所述压力传感器包括上述的薄膜式压力感测片。

本申请提供的薄膜式压力感测片的有益效果在于：

由于本申请提供的薄膜式压力感测片中，由于设置了彼此连通的安装腔和空气容纳腔，当所述薄膜式压力感测片受压时，压力作用于感测材料层导致感测材料层发生形变，感测材料层与感测电极之间的接触面积变大，感测材料层与感测电极之间的空气被挤压，被挤压的空气能够转移至所述空气容纳腔，不会对感测材料层与感测电极之间的接触造成不良影响，进而不会对薄膜式压力感测片的压力检测结果造成不良影响，而当感测材料层上的压力被释放时，容纳在空气容纳腔内的空气会逐渐转移至感测材料层所在空间内，直至感测材料层恢复至初始状态。同时，由于基层和密封层之间形成密封的腔体，所以空气容纳腔及感测材料层所在安装腔均为密闭空间，能够进一步避免外部的液体及杂质进入感测材料层所在的空间内，进一步确保了薄膜式压力感测片的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例所提供的薄膜式压力感测片未受压状态下的剖视图；

图2为本申请的一个实施例所提供的薄膜式压力感测片受压状态下的剖视图；

图3为本申请的一个实施例所提供的薄膜式压力感测片的立体分解图；

图4为本申请的另一个实施例所提供的薄膜式压力感测片的立体分解图；

图5为本申请的又一个实施例所提供的薄膜式压力感测片的立体分解图；

图6为本申请的一个实施例所提供的薄膜式压力感测片中的基层处的局部视图；

图7为本申请的一个实施例所提供的薄膜式压力感测片中的密封层处的局部视图；

图8为本申请的另一个实施例所提供的薄膜式压力感测片中的基层处的局部视图；

图9为本申请的另一个实施例所提供的薄膜式压力感测片中的密封层处的局部视图；

图10为本申请的一个实施例所提供的压力传感器的结构示意图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-安装腔；

2-空气容纳腔；

3-感测电极；

4-轮廓壁；

5-限位件；

6-信号对接端；

7-防护层；

8-采集器；

100-基层；

101-第二连接部；

200-密封层；

201-第一连接部；

300-感测材料层。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设处于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

参见图1至图5，本实用新型实施例提供一种薄膜式压力感测片，其中，包括：

彼此连接的基层100和密封层200，基层100和密封层200之间形成密封的腔体，腔体包括彼此连通的安装腔1和空气容纳腔2，安装腔1和空气容纳腔2沿基层100的延展方向排布；

感测电极3和感测材料层300，感测电极3设置在基层100上且位于安装腔1内，感测材料层300被封装在安装腔1内且位于感测电极3与密封层200之间。

由于本实用新型实施例提供的薄膜式压力感测片中，由于设置了彼此连通的安装腔1和空气容纳腔2，当薄膜式压力感测片受压时，压力作用于感测材料层300导致感测材料层300发生形变，感测材料层300与感测电极3之间的接触面积变大，感测材料层300与感测电极3之间的空气被挤压，被挤压的空气能够转移至空气容纳腔2，不会对感测材料层300与感测电极3之间的接触造成不良影响，进而不会对薄膜式压力感测片的压力检测结果造成不良影响，而当感测材料层300上的压力被释放时，容纳在空气容纳腔2内的空气会逐渐转移至感测材料层300所在空间内，直至感测材料层300恢复至初始状态。同时，由于基层100和密封层200之间形成密封的腔体，所以空气容纳腔2及感测材料层300所在安装腔1均为密闭空间，能够进一步避免外部的液体及杂质进入感测材料层300所在的空间内，进一步确保了薄膜式压力感测片的使用寿命。

可以理解的是，腔体包括彼此连通的安装腔1和空气容纳腔2，并不表示仅包括安装腔1和空气容纳腔2，如果还需要扩展出其他用途的腔体与安装腔1和空气容纳腔2连通也是可以的。

根据本实用新型的一个实施例，薄膜式压力感测片包括限位结构，限位结构用于将感测材料层300限位在安装腔1，避免感测材料层300发生过大的晃动，或者窜动至空气容纳腔2，限位结构的具体实施例并不受特别的限制，具体来说至少可以包括如下三种实施例。

参见图6和图8，根据本实用新型的第一种实施例，安装腔1和空气容纳腔2彼此连通位置的具有连通口，安装腔1具有从连通口的两侧延伸外扩的轮廓壁4，即安装腔1在连通口处比空气容纳腔2在连通口处的尺寸更宽，限位结构包括轮廓壁4，轮廓壁4将感测材料层300止挡在安装腔1，可以理解的是，由于安装腔1和空气容纳腔2形成基层100和密封层200之间，相当于基层100和密封层200围合成了安装腔1和空气容纳腔2，本实施例所指的轮廓壁4为位于基层100和密封层200上的部位，即本实施例通过基层100和密封层200形成安装腔1和空气容纳腔2时的轮廓形状设计，通过轮廓的自身结构将感测材料层300限位在安装腔1。

参见图4和图5，根据本实用新型的第二种实施例，限位结构包括置于空气容纳腔2中的限位件5，限位件5将感测材料层300止挡在安装腔1，限位件5的厚度与感测材料层300的厚度差不多，甚至可以是一样的厚度，这样更便于基层100与密封层200之间的连接。同时，第二种实施例配合第一种实施例，通过限位件5能够进一步限制感测材料层300的位置。具体地，限位件5可以是单独的一个零件(限位板、限位片的形式)，限位件5也可以为与感测材料层300一体成型。

根据本实用新型的第三种实施例，限位结构包括设置在安装腔1的轮廓壁4上或者设置在空气容纳腔2的轮廓壁4上的凸出部，凸出部将感测材料层300止挡在安装腔1，凸出部具体可以是基层100和/或密封层200的自身材料的延伸部分。

可以理解的是，正如上文提到第二种实施例配合第一种实施例进行技术方案组合，实际上，上述三种实施例中的技术方案既可以独立存在，又可以彼此组合。

根据本实用新型的一个实施例，空气容纳腔2的容积小于安装腔1的容积，由于转移至空气容纳腔2的被挤压空气的量比较有限，尽可能降低空气容纳腔2的容积在保证其功能实现的同时能够使得整个薄膜式压力感测片的空间尺寸不至于过大，从而使薄膜式压力感测片的整体空间尺寸紧凑、精简。

参见图8和图9，根据本实用新型的一个实施例，空气容纳腔2的数量为多个，多个空气容纳腔2彼此隔开且分别与安装腔1连通，多个空气容纳腔2彼此隔开能够实现满足足够的空气容纳空间的同时能够减小空气容纳腔2的单个大小，使得薄膜式压力感测片的整体空间尺寸紧凑、精简。

当然，作为其他实施例，多个空气容纳腔2依次连通，且多个空气容纳腔2的其中一个空气容纳腔2与安装腔1连通。

此外，基层100设置有信号对接端6，安装腔1、空气容纳腔2、信号对接端6依次排布，因为基层100朝向信号对接端6在对应安装腔1和信号对接端6之间具有一定的延伸区域，将此区域对应设计空气容纳腔2提升了空间布局的合理性，提升了薄膜式压力感测片布局的空间利用率，也使得薄膜式压力感测片更加紧凑。

当然，也并不限于安装腔1、空气容纳腔2、信号对接端6依次排布的方案，作为其他实施例，空气容纳腔2还可以布置在其他位置(非安装腔1朝向信号对接端6的路径上)。

根据本实用新型的一个实施例，安装腔1的轮廓形状与感测材料层300的轮廓形状相同，具体可以是正方形、长方形、圆形、椭圆形等等任意合适的形状，总之，由于安装腔1的轮廓形状与感测材料层300的轮廓形状相同可以使安装腔1本身的轮廓对感测材料层300进行限位，而且同样提升了薄膜式压力感测片布局的空间利用率，也使得薄膜式压力感测片更加紧凑。

参见图3，此外，薄膜式压力感测片包括设置在密封层200背离基层100一侧的防护层7，防护层7朝向基层100的投影覆盖感测电极3和感测材料层300，所以防护层7至少能够覆盖感测区域(感测电极3和感测材料层300所处区域)，以对感测区域进行防腐防护。

根据本实用新型的具体实施例，封装层3为PES、PA、TPU等热熔胶膜材料中的任意一种。防护层7为环氧玻纤板、聚醚醚酮、硅橡胶、TPU、PET、PC中的任意一种。密封层200与基层100可以采用热压的方式连接为一体。具体的，可在60～140摄氏度、20kPa～2000kPa、10s～1000s的工艺条件下热压密封层200，使得密封层200与基层100相固定，以将感测材料层300固定在密封层200与基层100之间，同时形成空气容纳腔2。

参见图6至图9，密封层200与基层100彼此热压连接的位置优选在各自轮廓的边缘区域，例如密封层200面对基层100的表面的边缘形成第一连接部201，基层100面对密封层200的表面的边缘形成第二连接部101，第一连接部201与第二连接部101彼此热压连接为一体，从而可以提高空间利用率。

参见图10，此外，本实用新型还提供一种压力传感器，压力传感器包括上述的薄膜式压力感测片，具体地，压力传感器还包括采集器8，采集器8与信号对接端6电性连接以传输激励信号至感测电极3，并通过信号对接端6获取感测电极3电信号的变化。可以理解的，通过这些电信号的变化可以计算出对应的压力数据。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种薄膜式压力感测片，其特征在于，包括：

彼此连接的基层和密封层，所述基层和密封层之间形成密封的腔体，所述腔体包括彼此连通的安装腔和空气容纳腔，所述安装腔和空气容纳腔沿所述基层的延展方向排布；

感测电极和感测材料层，所述感测电极设置在所述基层上且位于所述安装腔内，所述感测材料层被封装在所述安装腔内且位于所述感测电极与所述密封层之间。

2.根据权利要求1所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述薄膜式压力感测片包括限位结构，所述限位结构用于将所述感测材料层限位在所述安装腔。

3.根据权利要求2所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述安装腔和空气容纳腔彼此连通位置的具有连通口，所述安装腔具有从所述连通口的两侧延伸外扩的轮廓壁，所述限位结构包括所述轮廓壁，所述轮廓壁将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

4.根据权利要求2所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述限位结构包括置于所述空气容纳腔中的限位件，所述限位件将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

5.根据权利要求2所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述安装腔的轮廓壁上或者设置在所述空气容纳腔的轮廓壁上的凸出部，所述凸出部将所述感测材料层止挡在所述安装腔。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述空气容纳腔的容积小于所述安装腔的容积。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述空气容纳腔的数量为多个，多个所述空气容纳腔彼此隔开且分别与所述安装腔连通；或者，多个所述空气容纳腔依次连通，且多个所述空气容纳腔的其中一个空气容纳腔与所述安装腔连通。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述基层设置有信号对接端，所述安装腔、空气容纳腔、信号对接端依次排布。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述安装腔的轮廓形状与所述感测材料层的轮廓形状相同。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的薄膜式压力感测片，其特征在于，所述薄膜式压力感测片包括设置在所述密封层背离所述基层一侧的防护层，所述防护层朝向所述基层的投影覆盖所述感测电极和感测材料层。

11.一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括根据权利要求1至10中任意一项所述的薄膜式压力感测片。