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专利号: 2020105572445
申请人: 山东赛马力动力科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-07-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,包括:

箱体,在箱体侧面设有箱门,箱门与箱体通过合页连接;在使用所述系统时,打开箱门以将待检测传感器放置在箱体内的夹具上;

送气单元,其设置在所述箱体顶部,用以根据待检测传感器的使用环境向箱体内输送对应种类的气体;所述送气单元包括微气泵和气管,其中,微气泵设置在所述箱体上表面,气管一端与微气泵输出端相连,另一端贯穿箱体上表面并位于箱体内部,用以将微气泵输出的气体输送至箱体内部;微气泵的进气端分别与多个分别储存不同种类气体的储气罐相连,用以根据中控单元发出的指令将对应种类的气体输送至箱体内部;

固定单元,其位于所述箱体内并设置在箱体底面,用以固定待检测传感器;所述固定单元包括:电机,其设置在所述箱体底面,在电机的输出轴设有正反丝杆,正反丝杆左半部和右半部外壁的螺纹旋转方向相反;电池,其设置在所述箱体侧壁内,电池外接有电线,用以将电池电力输送至所述待检测传感器;在使用所述系统时,将待检测传感器与电池通过电线相连,在对待检测传感器进行检测时,中控单元根据电线中的电信号变化以完成对待检测传感器的检测;夹块,包括第一夹块和第二夹块,各夹块均设置在所述箱体底面预设的滑轨上且各夹块均能够沿滑轨运动;所述正反丝杆依次贯穿第一夹块和第二夹块,当所述电机转动时,正反丝杆转动,控制第一夹块和第二夹块反向移动以对所述待检测传感器进行夹紧或放松;

检测单元,其位于所述箱体内部并设置在所述固定单元上方,用以对固定单元固定的待检测传感器施加压力;所述检测单元包括:控制箱,其设置在所述箱体上表面;微电机,其设置在所述控制箱内部侧壁,在微电机输出端设有第一传动杆,第一传动杆另一端与所述控制箱内壁转动连接,在第一传动杆上设有第一齿轮;当微电机启动时,微电机带动第一传动杆转动,第一传动杆带动第一齿轮转动;第二传动杆,其为一几字形的连杆,第二传动杆两端分别与所述控制箱的内壁转动连接,在第二传动杆上设有第二齿轮,第二齿轮与所述第一齿轮啮合;当第一齿轮转动时,第一齿轮会带动第二齿轮转动,第二齿轮带动第二传动杆转动;连杆,其套设在所述第二传动杆凸起部分且与第二传动杆活动连接;连杆通过所述控制箱底部的通孔贯穿控制箱且在连杆位于控制箱外部的端部设有压块,用以对待检测传感器施加压力;当所述第二传动杆转动时,连杆与第二传动杆一同运动并带动所述压块进行垂直的上下往复运动从而对待检测传感器进行多次的施压;

中控单元,其设置在所述箱门上并分别与所述送气单元、固定单元和检测单元相连,用以根据待检测传感器的使用环境控制所述送气单元输送气体的种类并控制所述检测单元对待检测传感器施加的压力;

在对待检测传感器进行检测时,打开箱门,将待检测传感器放置在所述固定单元,固定单元将待检测传感器固定在指定位置,固定完成后关闭箱门,根据待检测传感器的工作环境从中控单元中选取对应的检测预案,选取完成后中控单元根据检测预案中控制送气单元向箱体输送对应种类的气体、控制所述检测单元使用对应的检测压力对待检测传感器施加压力。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述中控单元中储存有预设气体检测环境矩阵G0和预设检测功率矩阵P0;

对于预设气体检测环境矩阵G0,G0(G1,G2,G3,G4),其中,G1为选用空气环境作为运行环境的第一预设检测环境,G2为选用惰性气体环境作为运行环境的第二预设检测环境,G3为选用气态有机物环境作为运行环境的第三预设检测环境,G4为选用气态氧化物环境作为运行环境的第四预设检测环境;

对于预设检测功率矩阵P0,P0(P1,P2,P3,P4),其中,P1为所述微电机的第一检测功率,P2为所述微电机的第二检测功率,P3为所述微电机的第三检测功率,P4为所述微电机的第四检测功率,各功率值按照顺序逐渐增加;

在对待检测传感器进行检测时,评定人员会根据待检测传感器的使用环境从预设气体检测环境矩阵G0中选取对应种类的第i预设检测环境Gi,根据待检测传感器的使用方式从预设检测功率矩阵P0中选取对应的第j检测功率Pj,选取完成后,所述中控单元建立检测预案矩阵A(Gi,Pj),中控单元根据检测预案矩阵A控制所述送气单元向箱体内输送对应种类的气体,并将所述微电机的运行功率调节为Pj,开始对待检测传感器进行评定。

3.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述中控单元中还设有计时器,当所述系统对待检测传感器进行评定时,所述中控单元会实时监测分别与所述电池和待检测传感器相连的电线的电信号的波动,当所述压块对待检测传感器施加压力时,中控单元先记录待检测传感器未受到压力时电线的电信号V0,记录完成后,中控单元控制所述微电机以Pj功率运行,当待检测传感器受力导致电线中电信号发生反复波动时,中控单元记录电信号变动最大值的平均值Vm并通过计时器记录的电信号从V0到Vm所使用的波动时间和电信号从Vm到V0所使用的恢复时间分别计算平均波动时间ta和平均恢复时间tb;记录完成后,中控单元根据微电机功率Pj计算待检测传感器受到的平均压强Pa, ,其中,g为重力加速度,ω为微电机在Pj功率下的平均转速,r为所述连杆与所述第二传动杆的连接处与第二传动杆转轴轴线之间的距离,S为所述压块的底面积;

记录完成后中控单元将微电机的功率调节为Pj’,Pj’=(1+0.1)*Pj,中控单元重新记录微电机功率变动后电线电信号变动最大值的平均值Vm’,逐渐增加Pj’直至Vm’不再随Pj’的增加而增加,此时中控单元记录Vm’并将其作为待检测传感器的最大量程;

中控单元在评定完成后针对待检测传感器生成评定报告矩阵R,R(Gi,Vm’,Z,M,W),其中,Gi为待检测传感器的使用环境,Vm’为待检测传感器的最大量程,Z为待检测传感器的压强-电信号转化比, ,M为待检测传感器的反馈灵敏度, ,W为待检测传感器的稳定性, 。

4.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述中控单元中还设有预设送气矩阵组T(T1,T2,T3,T4),其中,T1为第一预设送气矩阵,T2为第二预设送气矩阵,T3为第三预设送气矩阵,T4为第四预设送气矩阵;对于第i预设送气矩阵Ti,i=1,2,3,4,Ti(ci,ui,ei),其中,ci为第i预设送气时长,ui为第i预设送气次数,ei为各次送气之间的间隔时长;当所述送气单元向所述箱体内输送气体时,中控单元会根据预先选定的气体种类选取对应的预设送气矩阵:当本次检测选用G1环境中的第一气体时,中控单元选取T1矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气;

当本次检测选用G2环境中的第二气体时,中控单元选取T2矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气;

当本次检测选用G3环境中的第三气体时,中控单元选取T3矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气;

当本次检测选用G4环境中的第四气体时,中控单元选取T4矩阵中的送气参数对所述箱体进行送气;

当所述送气单元对箱体内输送指定环境Gi中对应种类的气体时,中控单元控制所述微气泵进气端与对应种类气体的储气罐相连并在连接后控制微气泵开始送气,微气泵运行时,计时器记录微气泵的运行时间c,当c=ci时,中控单元控制微气泵停止送气,此时中控单元记送气次数u=1,计时器开始记录间隔时间e,当e=ei时,中控单元控制微气泵启动以进行送气;当微气泵送气时间c=ci且送气次数u=ui时,中控单元判定送气完成,控制微气泵停止送气并对待检测传感器进行检测。

5.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述中控单元中还设有预设夹紧力F0,在所述第一夹块和第二夹块相对的侧面上分别设有压力检测器,各压力检测器分别与所述中控单元相连,用以检测第一夹块和第二夹块对待检测传感器的夹紧力;当所述电机转动并控制所述第一夹块和第二夹块对待检测传感器进行夹紧时,设置在第一夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第一夹块产生的压力F1,设置在第二夹块上的压力检测器会检测待检测传感器对第二夹块产生的压力F2,中控单元根据F1和F2计算待检测传感器受到的夹紧力F,F=F1+F2,中控单元在计算完成时将F与F0进行比对:当F<F0时,中控单元判定所述固定单元未对待检测传感器完成夹紧,控制所述电机继续转动;

当F=F0时,中控单元判定所述固定单元对待检测传感器完成夹紧,控制所述电机停止转动。

6.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述箱门上还设有观察窗,用以实时观察所述待检测传感器的检测过程。

7.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的微型动态压力传感器检测系统,其特征在于,所述箱门上还设有旋钮,旋钮与箱门上开设的出气口相连,用以控制出气口开度以调节所述箱体内的气体浓度。