[发明专利]一种基于弹光效应的压力探测装置

说明书

本发明涉及压力探测领域，具体提供了一种基于弹光效应的压力探测装置，包括基底层、第一透光部、第二透光部、第一半透膜、第二半透膜、弹光材料部、受力部，第一透光部、第二透光部设置在基底层上，第一透光部和第二透光部相对设置，第一半透膜和第二半透膜分别设置在第一透光部和第二透光部的内侧，所述弹光材料部填充第一半透膜和第二半透膜之间的空间，受力部设置在所述弹光材料部的顶部。应用时，在待测压力作用到受力部，通过测量出射光的强度或光谱，实现压力的测量。本发明压力探测的灵敏度高，符合传感器的微型化趋势。

技术领域

本发明涉及压力探测领域，具体涉及一种基于弹光效应的压力探测装置。

背景技术

压力传感器是使用最为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种压力传感器体积大、质量大，不能满足传感器微型化的需求。随着科学技术的发展，基于电学元件的半导体性压力传感器不断发展，压阻式压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电式压力传感器应用而生，这些压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、压力机、压缩机、空调制冷设备等领域。但是这些传感器基于电学芯片，在精密的仪器，以及隔绝电信号会带来不安全因素的环境中无法使用，另外基于半导体的压力传感系统的探测灵敏度低，不能满足高灵敏度压力的探测需求。

发明内容

为解决以上基于电信号的压力传感器在特定的环境中无法使用，以及压力传感系统探测的灵敏度低的问题，本发明提供了一种基于弹光效应的压力探测装置，包括基底层、第一透光部、第二透光部、第一半透膜、第二半透膜、弹光材料部、受力部，第一透光部、第二透光部设置在基底层上，第一透光部和第二透光部相对设置，第一半透膜和第二半透膜分别设置在第一透光部和第二透光部的内侧，所述弹光材料部填充第一半透膜和第二半透膜之间的空间，受力部设置在所述弹光材料部的顶部。

优选地，第一半透膜和第二半透膜为弧形，构成球面腔，弹光材料部置于球面腔内。

优选地，还包括贵金属颗粒，贵金属颗粒设置在弹光材料部内。

优选地，贵金属颗粒的形状为球形。

优选地，受力部覆盖整个弹光材料部的顶面。

优选地，基底层的材料为贵金属。

优选地，第一半透膜和所述第二半透膜之间的距离小于2微米。

优选地，受力部与所述基底层的距离小于1微米。

优选地，弹光材料部包括第一弹光材料部和第二弹光材料部，第二弹光材料部置于第一弹光材料部的顶部，第一弹光材料部和第二弹光材料部的弹光系数不同。

优选地，贵金属为金或银。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于弹光效应的压力探测装置，包括基底层、第一透光部、第二透光部、第一半透膜、第二半透膜、弹光材料部、受力部，第一透光部、第二透光部设置在基底层上，第一透光部和第二透光部相对设置，第一半透膜和第二半透膜分别设置在第一透光部和第二透光部的内侧，所述弹光材料部填充第一半透膜和第二半透膜之间的空间，受力部设置在所述弹光材料部的顶部。应用时，在待测压力作用到受力部，通过测量出射光的强度或光谱，实现压力的测量。在本发明中，第一半透膜和第二半透膜相对设置形成谐振腔，使得光线在弹光材料部内多次反射，聚集在弹光材料部内，增强了光与弹光材料部的作用，使得透射光发生更多的改变。具体地，第一半透膜和第二半透膜之间形成法布里－珀罗干涉腔。测量压力时，当入射光为连续谱时，通过测量透射光谱中的共振波长的改变，可以实现高灵敏度的压力探测。因为弹光材料部的折射率严重依赖于作用在其上压力，所以本发明压力探测的灵敏度高。本发明不是基于压阻等其他电学原理的，本发明是基于光学原理，不受外界电磁干扰，系统稳定性好，在强电磁干扰处具有重要的应用潜力。另外，本发明尺寸较小，符合传感器的微型化趋势。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。