阅读说明：本技术 一种无源二维码压力传感器及其制备方法 (A kind of passive two-dimensional code pressure sensor and preparation method thereof ) 是由 郭和平 谷荣祥 于 2019-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器,所述传感器包括：测量部,所述测量部为具有弹力的弹性体,且所述测量部下方具有一凹槽,所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码,所述二维码刻蚀于所述测量部顶端；其中,所述凹槽受到压力后,使所述弹性体产生形变,从而使所述二维码产生形变。解决了现有技术中的压力传感器需要外接电源,需要通电预热,导致测量效率低下的技术问题,达到了压力传感器无电源工作,提高压力传感器的稳定性,同时降低成本的技术效果。(The embodiment of the invention provides a kind of passive two-dimensional code pressure sensor, the sensor includes: measurement portion, and the measurement portion is springy elastomer, and has a groove below the measurement portion, and the groove can be connect with device pressure export to be measured；Two dimensional code, the two dimensional code etching is in the measurement portion top；Wherein, after the groove is under pressure, the elastomer is made to generate deformation, so that the two dimensional code be made to generate deformation.It solves pressure sensor in the prior art and needs external power supply, need to be powered preheating, leads to the technical problem that measurement efficiency is low, has reached the work of pressure sensor non-transformer, has improved the stability of pressure sensor, while reducing the technical effect of cost.)

一种无源二维码压力传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种无源二维码压力传感器及其制备方法。

背景技术

传统压力传感器一般由弹性体、绝缘体、应变计、电源等四部分给组成。工作时，压力首先作用在弹性体上，使弹性体发生形变，这个形变通绝缘体传递给应变计，应变计发生形变，引起应变计惠斯通电桥阻值的变化，给应变计的惠斯通电桥电阻加上合适的电压，进而在输出端产生一个电压差(压力输出电信号)，这个电压差和作用在弹性体上的压力成正比关系。

但本发明申请人在实现本发明实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

现有技术中的传感器需要外接电源，需要通电预热，通过绝缘体传递压力，导致测量效率低下的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，用以解决现有技术中的传感器需要外接电源，需要通电预热，通过绝缘体传递压力，导致测量效率低下的技术问题。

一方面，为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，所述传感器包括：测量部，所述测量部为具有弹力的弹性体，且所述测量部下方具有一凹槽，所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码，所述二维码刻蚀于所述测量部顶端；其中，所述凹槽受到压力后，使所述弹性体产生形变，从而使所述二维码产生形变。

优选的，所述弹性体的材质为弹性材料。

优选的，所述弹性材料的型号包括17-4ph不锈钢、15-15ph不锈钢、2Cr13不锈钢、40CrNiMu弹性合金。

优选的，所述凹槽与所述待测量装置的压力出口处密封连接。

第二方面，本申请实施例还提供了一种无源二维码压力传感器的制备方法，所述方法包括：按照传感器量程加工弹性体部分；对所述弹性体进行热处理，消除所述弹性体的残余应力和残余奥氏体；在所述弹性体上刻蚀二维码；根据所述二维码受力后的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值；通过二维码扫描仪扫描所述二维码，读取压力值。

优选的，所述根据所述二维码受压力后的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值，包括：对所述测量部施加不同压力的压力值，记录所述弹性体受到不同压力的压力值时，所述二维码的形变量；将所述不同压力值与所述不同压力值对应的二维码形变量带入线性方程中，建立所述传感器的测量模型；根据所述测量模型和所述二维码的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，所述传感器包括：测量部，所述测量部为具有弹力的弹性体，且所述测量部下方具有一凹槽，所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码，所述二维码刻蚀于所述测量部顶端；其中，所述凹槽受到压力后，使所述弹性体产生形变，从而使所述二维码产生形变。解决了现有技术中的压力传感器需要外接电源，需要通电预热，导致测量效率低下的技术问题，达到了压力传感器无电源工作，提高压力传感器的稳定性，同时降低成本的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中提供的一种无源二维码压力传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种无源二维码压力传感器的俯视图；

图3为本发明实施例中提供的一种无源二维码压力传感器的制备方法的流程图。

附图标记：测量部1，二维码2。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，解决了现有技术中的压力传感器需要外接电源，需要通电预热，导致测量效率低下的技术问题。

本发明实施例中的技术方案，总体结构如下：测量部，所述测量部为具有弹力的弹性体，且所述测量部下方具有一凹槽，所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码，所述二维码刻蚀于所述测量部顶端；其中，所述凹槽受到压力后，使所述弹性体产生形变，从而使所述二维码产生形变。达到了压力传感器无电源工作，提高压力传感器的稳定性，同时降低成本的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，请参考图1-2，所述传感器包括：

测量部1，所述测量部1为具有弹力的弹性体，且所述测量部1下方具有一凹槽，所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码2，所述二维码2刻蚀于所述测量部1顶端；其中，所述凹槽受到压力后，使所述弹性体产生形变，从而使所述二维码产生形变。进一步的，所述凹槽与所述待测量装置的压力出口处密封连接。

具体而言，所述测量部2的材质为一种具有一定弹性的弹性体材质，保证受压力后会产生形变并在不受压力时恢复形变，测量部1为帽状结构，其下方具有一凹槽，用于与待测设备的压力出口连接，即测量部1盖在待测设备压力出口上，并对出口进行密封，防止压力外漏，测量部1的形状与待测设备压力出口处横截面形状相匹配，例如，待测设备出口横截面为圆形，则测量部1凹槽的内横截面也为圆形，且半径与待测设备出口横截面的半径相同。也可以是其他形状，本申请对此不作具体限制。当测量部1安装在待测设备压力出口处时，待测量的压力从出口方向向测量部1施压力，使得测量部1产生形变，在测量部1顶端刻蚀有二维码4，即与施加压力方向相同，由于测量部1受到外力作用产生形变，使得刻蚀在测量部1上的二维码4同时产生形变，进一步的，测量部1与待测设备之间可以是螺旋连接，也可以通过密封圈进行密封连接，进而达到密封效果好，测量结果准确的效果。

进一步的，所述弹性体的材质为弹性材料。所述弹性材料的型号包括17-4ph不锈钢、15-15ph不锈钢、2Cr13不锈钢、40CrNiMu弹性合金。

具体而言，测量部1的弹性体的材料可以为弹性材料，常用的型号包括17-4ph不锈钢、15-15ph不锈钢、2Cr13不锈钢、40CrNiMu弹性合金等，弹性体的材质也可以是其他能够达到相同或相近效果的其他材质，同样包括现有的或者未来将会发现的其他具有相同或相近属性的新材料。该弹性体的弹性形变的范围是，例如取1米长的弹性体，在受到一定外力的作用后形变不大于1000微米，并且在外力解除之后恢复原形。

本申请实施例通过的压力传感器可以实现无源压力测量；消除了压力测量需要通电预热的问题，实现即时测量压力；提高压力测量的响应速度；消了压力传递所带的迟滞、蠕变等误差；省去了电缆和电气连接器以及密封等问题。实现压力传感器无电源工作；因为无供电电源所以就没有了通电对压力传感器带来的热漂移，提高了压力传感器的稳定性；成本比传统压力传感器降低很多，因为该类压力传感器不需要电源和传输电缆以及电连接器；生产工艺简单成本低；非常适用于长期工作而且供电不方便的环境中。

实施例二

本申请实施例还提供了一种无源二维码压力传感器的制备方法如图3所示，应用于实施例一中所述的传感器，包括：

步骤110：按照传感器量程加工弹性体部分；

步骤120：对所述弹性体进行热处理，消除所述弹性体的残余应力和残余奥氏体；

步骤130：在所述弹性体上刻蚀二维码；

步骤140：根据所述二维码受力后的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值；

步骤150：通过二维码扫描仪扫描所述二维码，读取压力值。

具体而言，首先按照不同量程的需要加工出符合量程需要的弹性体，根据量程的需要，确定弹性体的尺寸大小和厚度情况；然后对确定好尺寸的弹性体进行热处理，以消除机械加工的残余应力和材料组织中的残余奥氏体，最终达到要求的材料稳定性；并在处理后的弹性体上远离固定部的项端刻蚀初始二维码；随后制定压力传感器的衡量标准，加载压力(或标准压力)F并记录不同压力(或标准压力)F值时二维码的对应图案——标定，最后选择匹配的二维码扫描仪，对二维码进行扫描，读取压力值。

进一步的，所述根据所述二维码受压力后的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值，包括：对所述测量部施加不同压力的压力值，记录所述弹性体受到不同压力的压力值时，所述二维码的形变量；将所述不同标定力与所述不同标定力对应的二维码形变量带入线性方程中，建立所述传感器的测量模型；根据所述测量模型和所述二维码的形变量，确定所述弹性体与所述二维码形变量对应的压力值。

举例来讲，对所述测量部施加不同压力的压力值，记录所述弹性体在受到不同压力的压力时，二维码相对于没有受到压力作用时产生的形变量，例如，二维码在没有受到压力作用时，为初始二维码图形，这时形变量为0，当受到1MPa压力作用时，二维码图形由于弹性体发生性变，从而产生图形变化，将此时的二维码图形和初始二维码图形进行对比，获得受到1MPa压力作用相对应的二维码形变量。如上所述，分别记录下多次受力情况，将所述不同标定力与所述不同标定力对应的二维码形变量带入线性方程y＝kx+b中，其中，x和y分别代表受到的压力和二维码形变量。确定出传感器的测量模型，当需要使用所述压力传感器进行压力测量时，将测量部的凹槽类似于盖瓶盖一样盖在压力出口处，用加载传感器测量模型的二维码扫描器对所述传感器二维码进行扫描，即可读出压力的大小。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种无源二维码压力传感器，所述传感器包括：测量部，所述测量部为具有弹力的弹性体，且所述测量部下方具有一凹槽，所述凹槽可与待测量装置压力出口连接；二维码，所述二维码刻蚀于所述测量部顶端；其中，所述凹槽受到压力后，使所述弹性体产生形变，从而使所述二维码产生形变。解决了现有技术中的压力传感器需要外接电源，需要通电预热，导致测量效率低下的技术问题，达到了压力传感器无电源工作，提高压力传感器的稳定性，同时降低成本的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。