氧传感器及呼吸面罩的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种氧传感器及呼吸面罩。


背景技术：

2.现有技术的氧传感器根据工作原理不同可以分为电化学氧传感器、光纤式氧传感器、热磁式氧传感器、半导体电阻式氧传感器等。目前，实用化的氧气传感器主要包括传统电化学原理的含铅氧气传感器、浓差电池型二氧化锆氧传感器、半导体电阻型二氧化钛氧传感器以及荧光猝灭原理的光纤氧传感器，不同原理的氧传感器因其各自特性导致其所适用的范围不同。相比之下，荧光氧气传感器因操作简单、灵敏度高、不消耗待测物质、易于微型化、使用安全及可进行在线监测等优点备受人们的重视。
3.氧传感器通常设置在呼吸面罩等便携式设备上，因此氧传感器通常需要设计得更为小型化。
4.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种尺寸较小的氧传感器及呼吸面罩。
6.本实用新型提供一种氧传感器，包括外壳、前支架、后支架、荧光片、荧光滤光片、激发滤光片、光电探测器、激发光源、参考光源和电路板，所述外壳固定连接于所述前支架，所述后支架设于所述前支架和所述电路板之间，所述荧光片安装于所述前支架上，所述荧光滤光片和所述激发滤光片设于所述后支架上，所述激发光源、所述参考光源和所述光电探测器均设于所述电路板上，所述荧光滤光片和所述激发滤光片并排设置，所述荧光片位于所述荧光滤光片和所述激发滤光片的第一侧，所述激发光源和所述参考光源位于所述荧光滤光片和所述激发滤光片的与所述第一侧相对的第二侧。
7.在其中一实施例中，所述前支架上开设有通气孔，所述荧光片正对所述通气孔而设，所述前支架远离所述后支架的端面上还开设有与所述通气孔连通的开槽，所述开槽的一端延伸至所述前支架的边缘处。
8.在其中一实施例中，所述通气孔为锥孔，所述锥孔的截面积较小的一端比截面积较大的一端更靠近所述荧光片。
9.在其中一实施例中，所述氧传感器还包括密封件，所述密封件设于所述前支架和所述后支架的连接面之间。
10.在其中一实施例中，所述后支架包括安装板，所述安装板与所述前支架之间间隔一定距离，所述安装板上开设有第一安装口和第二安装口，所述荧光滤光片和所述激发滤光片分别安装于所述第一安装口和所述第二安装口处。
11.在其中一实施例中，所述荧光滤光片和所述激发滤光片均朝向所述荧光片，所述激发光源朝向所述激发滤光片，所述参考光源朝向所述荧光片；所述所述荧光片在所述荧光滤光片所在平面上的投影与所述荧光滤光片和所述激发滤光片分别部分重叠。
12.在其中一实施例中，所述电路板安装于后支架上，所述后支架还包括位于所述后支架远离所述前支架一端的安装面，所述电路板安装于所述安装面上，所述安装面与所述荧光滤光片和所述激发滤光片间隔一定距离。
13.在其中一实施例中，所述外壳包括空腔，所述氧传感器还包括连接线，所述连接线的一端位于所述外壳的所述空腔内；所述电路板与所述连接线电性连接，所述外壳内填充有胶。
14.在其中一实施例中，所述电路板包括主板和插接部，所述插接部设于所述主板远离所述前支架的一侧；所述连接线的一端伸入所述外壳的所述空腔内，所述连接线伸入所述空腔的一端设有插接头，所述插接头与所述插接部配合，以将所述连接线与所述电路板电性连接。
15.在其中一实施例中，所述外壳包括套筒和后盖，所述后盖固定连接于所述套筒，所述套筒包括第一部和第二部，所述第二部和所述第一部的连接处形成台阶，所述后盖套接在所述第二部上，且所述后盖与所述第一部之间形成间隙。
16.本实用新型还提供一种呼吸面罩，包括上述氧传感器和面罩，所述面罩与所述壳体连接。
17.本实用新型提供的氧传感器和呼吸面罩中，通过将荧光滤光片和激发滤光片并排设置，将激发光源和参考光源设置在同一个电路板上，而且无需二向镜、反射镜、透镜等其他光学镜片，可大大减小整个氧传感器的体积，利于氧传感器的小型化，利于携带和收纳。
附图说明
18.图1为本实用新型一实施例的氧传感器的结构示意图。
19.图2为图1所示氧传感器的剖视示意图。
20.图3为图1所示氧传感器的采集装置的结构示意图。
21.图4为图1所示氧传感器的光路原理示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
23.请参图1和图2，本实用新型一实施例提供的氧传感器包括外壳11、前支架13、后支架15、荧光片17、荧光滤光片19、激发滤光片21、光电探测器23、激发光源24、参考光源25、电路板27和连接线29。外壳11固定连接于前支架13。后支架15位于前支架13和电路板27之间，荧光片17安装于前支架13上，荧光滤光片19和激发滤光片21设于后支架15上，激发光源24、参考光源25和光电探测器23均设于电路板27上，荧光滤光片19和激发滤光片21并排设置，荧光片17位于荧光滤光片19和激发滤光片21的第一侧，激发光源24和参考光源25位于荧光滤光片19和激发滤光片21的与第一侧相对的第二侧。具体地，荧光滤光片19和激发滤光片21均朝向荧光片17。激发光源24朝向激发滤光片21，参考光源25朝向荧光片17。连接线29的一端位于外壳11内，且连接线29电性连接于电路板27。具体而言，激发光源24用于发出激发光，荧光片17具体可涂覆氧荧光敏感发光材料，以在光激发后发出荧光，激发滤光片21用于过滤激发光，参考光源25用于发出补偿光，荧光滤光片19用于过滤荧光和补偿光。
24.在本实施例的氧传感器中，通过将荧光滤光片19和激发滤光片21并排设置，将激发光源24和参考光源25设置在同一个电路板27上，而且无需二向镜、反射镜、透镜等其他光学镜片，可大大减小整个氧传感器的体积，利于氧传感器的小型化，利于携带和收纳。
25.本实施例中，前支架13上开设有通气孔132，荧光片17正对通气孔132而设。通气孔132供气体通过。前支架13远离后支架15的端面上还开设有与通气孔132连通的开槽134，开槽134的一端延伸至前支架13的边缘处。通过设置开槽134，可使后支架15内或荧光片17处的积水及时流出，一方面保证了氧传感器的检测结果的准确性，另一方面保证荧光片的性能不受积水影响，进而延长了荧光片的使用寿命。进一步地，通气孔132为锥孔，锥孔的截面积较小的一端相比截面积较大的一端更靠近荧光片17，这样，可使积水更为顺利地流出。
26.具体地，前支架13和外壳11上还开设有第一连接孔，第一紧固件30与第一连接孔配合从而将前支架13和外壳11固定连接在一起。
27.本实施例中，氧传感器还包括窗口片31，荧光片17贴附在窗口片31上，窗口片31对荧光片17形成支撑。窗口片31固定在前支架13内。荧光片17相对窗口片31更远离荧光滤光片19。
28.本实施例中，氧传感器还包括密封件33，密封件33设于前支架13和后支架15的连接面之间。具体地，前支架13朝向后支架15的端面上开设有容纳槽136，密封件33设于容纳槽136内。通过密封件33密封性能较佳，保证氧传感器内部的洁净与整体的气密性。
29.本实施例中，后支架15包括安装板152，安装板152与前支架13之间间隔一定距离。安装板152上开设有第一安装口154和第二安装口155，荧光滤光片19和激发滤光片21分别安装于第一安装口154和第二安装口155处。安装板152与前支架13之间间隔一定距离使得荧光滤光片19和激发滤光片21与荧光片17之间均间隔一定距离。具体地，荧光片17在荧光滤光片19所在平面上的投影与荧光滤光片19和激发滤光片21分别部分重叠。
30.本实施例中，电路板27也安装于后支架15上。安装电路板27时，电路板27和后支架15之间点胶密封。具体地，后支架15还包括位于后支架15远离前支架13一端的安装面157，电路板27安装于安装面157上，安装面157与荧光滤光片19和激发滤光片21间隔一定距离。具体地，电路板27包括主板272和插接部274，插接部274设于主板272远离前支架13的一侧。
31.具体地，后支架15和电路板27连接后，将后支架15伸入外壳11内，再于外壳11内灌胶，使外壳11填充满胶，以进行密封。通过灌胶密封能进一步保证氧传感器内部的洁净与整体的气密性。
32.本实施例中，外壳11包括套筒112和后盖113，后盖113固定连接于套筒112并形成外壳11的空腔115，连接线29的一端伸入空腔115内。外壳11的套筒112通过第一紧固件30固定连接于前支架13。连接线29伸入空腔115的一端设有插接头292，插接头292与插接部274配合，以将连接线29与电路板27电性连接。具体地，外盖113开设有通过槽117和卡槽118，连接线29穿过通过槽117伸出到外盖113外，连接线29外周还设有卡环294，卡环294卡入卡槽118内，以将连接线29与外盖113卡固连接。
33.具体地，套筒112包括第一部1122和第二部1124，第二部1124和第一部1122的连接处形成台阶，后盖113套接在第二部1124上，且后盖113与第一部1122之间形成间隙119。
34.具体地，套筒112和外盖113上均开设有第二连接孔，第二紧固件37与第二连接孔配合将套筒112和外盖113固定连接。
35.本实施例中，请参图3，本实施例的氧传感器还包括采集模块35，采集模块35包括第一连接器352和第二连接器354，连接线29通过第一连接器352连接到采集模块35。可以理解，当采集模块35采用内置电池供电和无线传输数据时，第二连接器354可省略。采集模块35用于处理计算电路板27传输的电信号得到氧分压，并通过第二连接器354传输出去。
36.请参阅图4，为本实用新型的氧传感器的光路原理示意图，其中实现箭头为激发光路径，点划线为荧光路径，虚线为参考光路径。激光光源24发出的激发光透过激发滤光片21后透过窗口片31将荧光片17激发产生荧光，荧光透过窗口片31再透过荧光滤光片19被光电探测器23接收，以产生电信号；参考光源25发出的参考光经窗口片31、前支架13或后支架15反射后透过荧光滤光片19后被光电探测器23接收，以产生电信号，参考光用于对系统误差的补偿，提高了测量的准确性。
37.本实施例的氧传感器可应用于呼吸面罩，当然，本实施例的氧传感器也可以用于其他场合和设备上，在此不做限制。
38.本实用新型还提供一种呼吸面罩，其包括上述氧传感器和面罩，面罩上开设配合孔，面罩穿设于外壳11上，并卡设在套筒112的第一部1122和后盖113之间的间隙119处，以将面罩与氧传感器的外壳11连接。
39.在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
40.在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
41.在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
43.在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
44.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
45.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
46.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。