[实用新型]压力分布传感器

权利要求书

1.一种压力分布传感器，其特征在于：包括压变光学模块和图像传感器，压变光学模块包括支撑层和压变层，支撑层为硬质材料制成的平面或者球面透镜，压变层覆盖于支撑层一侧，压变层的局部位置在外部压力的作用下发生弹性形变，同时产生光学变化，所述外部压力撤消后所述弹性形变消失，据此，所述压变光学模块将其一侧表面的压力分布转换为光信号，图像传感器位于压变光学模块的另一侧，将所述光信号转换为数字图像，数字图像的每个像素体现压变光学模块一个局部区域内的光学特性。

2.如权利要求1所述的压力分布传感器，其特征在于：包括光学成像模块，光学成像模块利用小孔成像原理、透镜成像原理或者反射成像原理，将压变光学模块的影像投送给图像传感器。

3.如权利要求1所述的压力分布传感器，其特征在于：包括光源模块，光源模块与图像传感器位于压变光学模块的同一侧，光源模块与图像传感器之间设置挡光板，使得光源不能直接照射于传感器之上，光源为压变光学模块提供较为稳定的光照，避免受到外界光源变化带来的干扰。

4.如权利要求1所述的压力分布传感器，其特征在于：包括计算模块，计算模块包括压力分布和图像之间的转换模型，根据该模型和图像计算出压变光学模块表面的压力分布，压力分布和图像之间的转换模型依据压变光学模块的物理特性或者实验标定获得。

5.如权利要求1所述的压力分布传感器，其特征在于：压变层的选材由压力分布传感器的压力量程决定，量程越大要求弹性材料的弹力越大，支撑层在量程范围内的形变可忽略不计。

6.如权利要求5所述的压力分布传感器，其特征在于：压变层包括滤光层和挡光层，所述滤光层采用具有反光作用的浅色材料，滤光层覆盖于支撑层之上，有垂直于支撑层的缝隙或者圆孔，挡光层覆盖于滤光层之上，采用具有吸光作用的深色材料，当压变层所受压力发生变化时，压力对应位置的滤光层缝隙或者圆孔横截面发生变化，使得对应局部区域的吸光量和反光量发生变化，形成压变光学效果。

7.如权利要求5所述的压力分布传感器，其特征在于：压变层包括滤光层和反光层，所述滤光层采用具有吸光作用的深色材料，滤光层覆盖于支撑层之上，有垂直于支撑层的缝隙或者圆孔，反光层覆盖于滤光层之上，采用具有反射作用的浅色材料，当压变层所受压力发生变化时，压力对应位置的滤光层缝隙或者圆孔横截面发生变化，使得对应局部区域的吸光量和反光量发生变化，形成压变光学效果。

8.如权利要求1所述的压力分布传感器，其特征在于：图像传感器采用CCD传感器或者CMOS传感器，可以是一维线型结构或者二维面型结构。

9.如权利要求4所述的压力分布传感器，其特征在于：压力分布和图像之间的转换模型通过多次实验标定获得，每次实验对各个局部施加不同大小的压力，使用函数拟合的方式建立图像像素强度与局部压力之间的映射函数，进而根据图像各个像素的强度可以计算得到压力分布。