[发明专利]具有气泡检测能力的微型尺寸力传感器

说明书

本发明题为“具有气泡检测能力的微型尺寸力传感器”。本发明提供了一种感光力传感器。示例性感光力传感器包括力感测设备，该力感测设备被配置为设置在基板的表面上；壳体，该壳体被配置为设置在该基板的表面的至少一部分上；和致动器，该致动器被配置为部分地设置在壳体内且部分地设置在由壳体限定的孔内。该壳体被配置为包封力感测设备。该孔被配置为提供耦合接口。该致动器与力感测设备机械接触。该致动器是刚体，其被配置为提供从壳体外部/之外的光源到力感测设备的光路。

技术领域

本公开的示例性实施方案整体涉及传感器，并且更具体地涉及具有气泡检测能力的力传感器。

背景技术

工业和商业应用，包括工业和医疗装备，越来越多地利用力传感器来确定所施加的力。在一个示例性场景中，力传感器可耦合到浮动管线以便检测管线内的闭塞或堵塞。还可优选监测该管线的管内部的流体内的气泡。因此，超声传感器或其他附加传感器还可被定位为监测该管线内的流体的气泡。

申请人已经识别出许多与传统的力传感器相关的缺陷和问题。通过所付努力、智慧和创新，包括在本公开的实施方案中的开发解决方案已经解决了许多这些识别的问题，本文详细描述了这些解决方案的许多示例。

发明内容

本文公开了系统和装置以便提供具有气泡检测能力的微型尺寸力传感器封装以及使用此类传感器封装来检测耦合到微型尺寸力传感器封装的管或管线内的流体中的气泡和/或不一致性的方法。在一些实施方案中，本文所提供的微型尺寸力传感器封装通过提供单个传感器解决了上述问题，该单个传感器可同时监测管的闭塞和/或堵塞以及管中流体内的气泡。

根据本发明的第一方面，提供了感光力传感器。在一个示例性实施方案中，感光力传感器包括力感测设备，该力感测设备被配置为设置在基板的表面上；壳体，该壳体被配置为设置在该基板的表面的至少一部分上；以及致动器，该致动器被配置为部分地设置在壳体内且部分地设置在由该壳体限定的孔内。该壳体被配置为包封力感测设备。该孔被配置为提供耦合接口。该致动器与力感测设备机械接触。该致动器是刚体，其被配置为提供从壳体外部的光源到力感测设备的光路。

在一个示例性实施方案中，力感测设备是感光的。

在一个示例性实施方案中，力感测设备包括压阻式力感测设备和微机电系统(MEMS)力感测设备中的至少一种。

在一个示例性实施方案中，孔的中心被配置为与力感测设备的中心对准。

在一个示例性实施方案中，致动器是(a)半透明或至少部分透明的，并且是(b)(i)至少半球形的球形件或(ii)透镜中的至少一种。

在一个示例性实施方案中，力感测设备被配置为提供至少一个输出信号，该至少一个输出信号指示(a)向力感测设备施加的机械力以及(b)入射到力感测设备上的光特征。

根据本发明的另一个方面，提供了用于监测管的堵塞以及管内所容纳的流体内的气泡的存在的系统。在一个示例性实施方案中，该系统包括力感测设备，该力感测设备被配置为设置在基板的表面上；壳体，该壳体被配置为设置在该基板的表面的至少一部分上；致动器，该致动器被配置为部分地设置在壳体内且部分地设置在由该壳体限定的孔内；以及光源，该光源被配置为照明管内所容纳的流体。该壳体被配置为包封力感测设备。该孔被配置为提供耦合接口，并且该耦合接口被配置为耦合到管的一端。该致动器与力感测设备机械接触。该致动器是刚体，其被配置为提供从管内所容纳的流体到力感测设备的光路。

在一个示例性实施方案中，力感测设备是感光的。

在一个示例性实施方案中，力感测设备包括压阻式力感测设备和微机电系统(MEMS)力感测设备中的至少一种。

在一个示例性实施方案中，孔的中心被配置为与力感测设备的中心对准。