一种适用于马桶座圈的传感器模块的制作方法

本实用新型属于生活日用品领域，特别涉及一种适用于马桶座圈的传感器模块，尤其适合用以采集人体生物信号，诸如PPG等。

背景技术：
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现有能够检测人体生命体征手段很多，而利用如厕时顺便检测的思路，也大量出现在报导，以及专利文献中，这也是智能马桶座圈发展的另一主流方向。

如：专利申请号201610960044.8，公开一件名为检测人体健康指标的马桶垫圈，包括反射式PPG光电传感器和压力传感器，反射式PPG光电传感器设置于马桶垫圈的一侧，位于人体坐便时大腿与马桶垫圈接触的中间位置，马桶垫圈上开有红外发射接收窗开口，反射式PPG光电传感器的红外发射接收窗位于红外发射接收窗开口处，并不高于马桶垫圈表面，压力开关设置于马桶垫圈的一侧的中间位置，在马桶垫圈腔体两侧还分别装有压力传感器，在马桶垫圈底部对应于压力传感器位置设置压力传感器支撑座，反射式PPG光电传感器、压力开关和压力传感器的输出信号通过输出线输出。该发明在家也能够精确测量人体健康参数。

而此类方案，主要从大腿部，通过反射方式采集脉动信息，为此对发射管和接收管的设置要求较高。如何从源头改善发射管和红包接收管与皮肤接触，减少无用光线进入接收范围的结构方案，即成为本实用新型研究的对象。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是设计一种发射管和接收管采用裸露，能直接与皮肤接触减少无用光线干扰，适用于马桶座圈的传感器模块。

本实用新型技术方案是这样实现的：一种适用于马桶座圈的传感器模块，包括有发射管和接收管，其特征在于：还包括有塑胶盒，该塑胶盒顶部成型有对应发射管和接收管的柱形光孔；所述发射管和接收管焊固在PCB板上，该PCB板从塑胶盒底部嵌入，保持发射管和接收管处于所述柱形光孔中，且顶部不低于塑胶盒顶部表面，并在发射管和接收管与柱形光孔间施有防水胶。

所述发射管和接收管选择球头封装，其球头顶端不低于塑胶盒顶部表面；或者，发射管和接收管选择平头封装，其平头顶面不高于塑胶盒顶部表面。

所述塑胶盒两柱形光孔之间的壁厚至少有2mm，以形成挡光壁；发射管和接收管中心间距在5-15mm之间。

所述塑胶盒两柱形光孔之间最薄处壁厚至少有2mm，以形成挡光壁；发射管和接收管中心轴线存在夹角，夹角在10至20度之间，两中心轴线的交叉点在塑胶盒顶部一侧，且交叉点与塑胶盒顶部间距在5-15mm之间。

所述塑胶盒顶部成型有凸台，柱形光孔开设在凸台上，并能借助凸台嵌入马桶座圈的嵌入孔中，保持凸台表面边沿与马桶座圈嵌入孔表面边沿齐平。

所述塑胶盒顶部的凸台表面为凹面，柱形光孔的中轴线保持与该处凹面垂直。

本实用新型传感器模块，直接采用裸露发射管和接收管，避免透明玻璃等防护零件的反射光干扰，且在柱形光孔与管体之间，施以防水胶，既可保证有良好的防水性能，减少实际使用中，水气对传感器等器件的影响，提高检测精准度和延长使用寿命；又保持了发射和接收管设计夹角的恒定，始终有良好的反射光路，确保采集信号强度和稳定性。

附图说明：

下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：

图1为适用于马桶座圈的传感器模块示意图

图2为适用于马桶座圈的传感器模块剖面示意图

图3为适用于马桶座圈的传感器模块分解示意图

图4为适用于马桶座圈的传感器模块二示意图

图5为适用于马桶座圈的传感器模块二分解示意图

图6为适用于马桶座圈的传感器模块二剖面示意图

图7为适用于马桶座圈的传感器模块三剖面示意图

图8为适用于马桶座圈的传感器模块四剖面示意图

其中

1—发射管 2—接收管 3—PCB板 4—塑胶盒

41—凸台 42—柱形光孔 5—导光柱 A—夹角

H—间距

具体实施方式：

参照图1、图2和图3，适用于马桶座圈的传感器模块，包括有发射管1、接收管2、PCB板3和塑胶盒4；塑胶盒4顶部成型有凸台41，并在凸台41上成型有安装发射管和接收管的柱形光孔41；且能借助该凸台41嵌入马桶座圈的嵌入孔中，保持凸台41表面边沿与马桶座圈嵌入孔表面边沿齐平，以使落座后的腿部肌肉能抵触在管体顶部，形成从肌肉内反射的光路。

发射管1和接收管2焊固在PCB板3上，该PCB板3从塑胶盒4底部嵌入，保持发射管1和红外接收2处于所述柱形光孔42中，且顶部不低于塑胶盒4的顶部表面，并在发射管1和接收管2与柱形光孔42间施有防水胶，既防水又能将管体固定在柱形光孔中，保持高度和夹角稳定在设计位置，不受使用影响。

发射管1和接收管2有两封装结构，一为平头封装，二为球头封装，俗称草帽头。如图1至3，发射管1和接收管2为平头封装的实例，其平头顶面不高于塑胶盒4顶部表面，最佳为齐平，座着无异物感，而且光线能从平头顶面直上直下，较为集中，为此，即使顶部略低于塑胶盒顶部表面也无妨。

而发射管1和接收管2选择球头封装，其球头顶端不低于塑胶盒4顶部表面；也即保持球头顶部略高于塑胶盒顶部表面，能抵触并嵌入肌肉中，达到透入肌肉而获得更高光强的反射，而且能皮肤表面的反射光。

进一步，塑胶盒两柱形光孔42之间的壁厚至少有2mm，以形成挡光壁；发射管1和接收管2中心间距在5-15mm之间。既要避免光线直射和皮肤反射，又要使从肌肉反射出的光更集中，且有足够强度。

参照图4、图5和图6，这是另一传感器模块的实例，选择的管体为球头封装，而且塑胶盒凸台41的顶部为凹面，且两柱形光孔42存在夹角。具体如下：

塑胶盒两柱形光孔42之间最薄处壁厚至少有2mm，以形成挡光壁；发射管1和接收管2中心轴线存在夹角，夹角在10至20度之间，如图6中夹角A，两中心轴线的交叉点在塑胶盒顶部一侧，且交叉点与塑胶盒顶部间距在5-15mm之间，如图6中间距H。而所述塑胶盒顶部的凸台41表面为凹面，柱形光孔42的中轴线保持与该处凹面垂直。本结构中，人体落座后，大腿部的肌肉很容易抵触并嵌入在凸台41的凹面中，可减少无用反射光，配合带夹角设置的发射管1和接收管2，光路指向性更强，且可获得更集中的肌肉和血管反射光。另外两者位置也可以互换。

上述提及的发射管1和接收管2采用红光或红外光二极管，并以引脚式封装为例，也可如图7和图8，采用贴片封装结构，由于贴片更薄，使得传感器模块的具体结构也有两种，分别如下：

一、参照图7，发射管1和接收管2采用平头贴片封装，直接焊固在PCB板3上，若采用高功率的发射管1，该PCB板3带有铝基散热结构，这也是通常技术手段；安装时，将PCB板3固定在凸台41形成的空腔中，并维持发射管1和接收管2的贴片表面与凸台表面齐平，不易积尘；当然不排除略于凸台表面的方案。

二、参照图8，PCB板3固定在塑胶盒4中，发射管1和接收管2的贴片表面低于凸台表面，在贴片表面设置有导光柱5，导光柱5的上表面与凸台表面齐平，且导光柱5与柱形光孔42之间施有防水胶，或者采用双色注塑一次成型塑胶盒4，也能解决防水与防尘的问题。借助导光柱5导出直射光，又能避免柱形光孔积尘。