一種電子警戒微功耗多功能傳感器的製作方法

2023-12-07 02:26:36 3

本發明是一種電子警戒微功耗多功能傳感器，屬於電子技術領域，可應用於隨身攝象遠程監視與存貯安防系統、鐵路或高速公路容易發生山體滑波或泥石流等自然災害路段的報警設備和住宅安防設備等。

背景技術：

我國需要以GSM為核心的無線發送圖象等信息的場合很多，而這種無線發送圖象等信息需要繳納通信費，且隨身攝象遠程監視與存貯安防系統需電池供電，鐵路或高速公路容易發生山體滑波或泥石流等自然災害路段的報警設備等也需要電池供電。因此如何減少它們的功耗和運行成本，備受關注。因房主攜家人外出探親或旅遊及出差等出現住宅內無人居住的情況相當多，而且我國獨居老人較多。當無人居住的宅內遭嫌疑人作案或獨居老人發生意外時，若能「自動遠程呼叫住宅主人或老人的親人手機，讓他(她)能通過手機及時察看宅內實時圖象等情況，酌情及時通知相關物業或採取報警等應急措施，減少損失和危害」，很有意義。

本發明為解決上述問題提供了一種技術基礎。

技術實現要素：

本發明是一種電子警戒微功耗多功能傳感器，它由N1個傳感元件CGY、微功耗數字電路SZD和印刷電路板PCB組成，N1≤256；各傳感元件的輸出接SZD，SZD的輸出即為本傳感器的輸出及接傳感元件的控制端，SZD的供電端與本傳感器的電源輸入接口相連；CGY可由N2個壓擊力敏超薄微動傳感元件、N3個系帶鬆開之無源傳感元件、N4個被遮擋傳感元件、N5個磁鐵一磁敏無源傳感元件和N6個任意方向斜倒無源傳感元件組成，且N2≤190，N3≤12，N4≤12，N5≤30，N6≤12。

進一步說明：每個壓擊力敏超薄微動傳感元件可由一塊絕緣基板JB、np1根鍍鋅薄鐵板條TB、np2根彈力薄膠條JT和一塊不鏽鋼薄板GB組成，np2≥np1；JB的厚度可在0.3mm至2mm範圍內，TB的厚度可在0.03mm至0.1mm範圍內，JT的厚度可在0.2mm至2mm範圍內，GB的厚度可在0.03mm至0.3mm範圍內；TB和JT可各自粘貼在JB上，每根TB的兩側皆有JT絕緣；GB的主體置於TB和JT的上方，在沒有受到壓力或擊打的常態情況下GB的內表面與TB上表面的最小低壓絕緣距離≥0.1mm，GB的兩側可從JB正面的兩側向下壓並折轉至JB的底面兩側，且可與JB的底面兩側貼牢。

接著進一步說明：每個系帶鬆開之無源傳感元件可由導電軟帶、導電插頭、導電插口及引出導線組成，導電軟帶可以是細金屬絲編織帶或導電纖維編織帶，導電軟帶也可以是內有細 長金屬絲或薄金屬窄長條的纖維編織帶；每個系帶鬆開之無源傳感元件的導電軟帶可分為兩段，每段從首端至末端可導電，每段導電軟帶的一端各自與插扣的導電插頭或導電插口相連，其另一端可各有一根導線引出，作為系帶鬆開之無源傳感元件的輸出；nd1個系帶鬆開之無源傳感元件的輸出可串聯，nd1≤N3；導電插頭和導電插口可以是表面有防鏽鍍層的鋼鐵製品或不鏽鋼製品，也可以是黃銅製品。

更進一步說明：每個被遮擋傳感元件可由紅外發光管和紅外「光敏-放大-解調」一體化接收頭組成，二者的紅外光中心波長之差可在30％範圍內；紅外發光管可選用紅外雷射二極體或紅外LED，它受SZD輸出控制，以間歇式超音頻光脈衝模式工作，它的間歇周期時間可在0.1秒至5秒範圍內，每個間歇式工作周期內其脈衝發光的工作時間可在0.2毫秒至1毫秒範圍內，在此工作時間內脈衝發光的頻率可在30kHz至60kHz範圍內；紅外發光管的兩端和一體化接收頭的輸出可接SZD。

又進一步說明：每個磁鐵-磁敏無源傳感元件可由永久磁鐵和nc1個磁敏元件構成，nc1≤N5；這些磁敏元件各自的一端可並聯，此並聯端可與它們各自的另一端分別接SZD的不同輸入端；這些磁敏元件可選用磁敏開關或磁敏二極體，也可選用磁敏電阻。

再進一步說明：任意方向斜倒無源傳感元件可由動感介質DG、柔性雙面FPC圓巻筒FD、絕緣材料製成的主殼ZK和絕緣材料製成的封口頂蓋FK及絕緣密封膠MJ構成，ZK的內腔可以是長圓筒，它頂端敞口，底端封閉，DG可選用導電液體或顆粒直徑≤3mm不生鏽的導電固體微粒及粉末，也可選用導電液體與導電固體微粒及粉末的混合物，並將DG倒入FD內部，可在FK與ZK的接觸處抹好MJ後，可將FK下方的各U形缺口與FD頂部的FPC各焊盤對齊，再將FK扣在ZK的敞口上，然後在外部再抹MJ形成密封。

上述FD的展開平面之長度可以是ZK內腔的軸向長度加5mm至30mm，它的寬度可以是ZK內腔圓筒周長加1mm至30mm，它可巻成外徑與ZK的內腔直徑之差≤1mm的圓筒，放在ZK的內部；FD的內側展開平面上可有2至16根各自與FD之軸線垂直的FPC線條，其中可有1根FPC線條位於FD的底部，其餘依次向上排列，它們的表面可鍍金防鏽；這些與FD之軸線垂直的線條各自通過雙面FPC的過孔從內側至外側，並各自從外側用FPC的線條向上分別引出至FD頂部的FPC各焊盤；前述雙面FPC上的各線條、過孔和焊盤的尺寸可分別設計為：線條的寬度≥0.1mm，過孔的寬度和長度各自≥0.5mm，焊盤的寬度和長度各自≥1.0mm，相鄰線條的邊緣、焊盤的邊緣和過孔的邊緣彼此距離≥0.1mm；FD頂部的焊盤可均勻分布在FD頂部的圓周上，無焊盤處切成U形缺口，各U形缺口的底部與FD頂端邊線的距離可相等，且大於焊盤的長度；FD的外側可噴塗防水防鏽絕緣物。

前面所述ZK的長度可在30mm至500mm範圍內，它的內腔之內徑可以是3mm至60mm；它的外側上段的橫截面可以是圓形，其長度可在10mm至30mm範圍內，它的外側下段的橫截面可以是封口的Ω形；ZK的上段與下段之間可以有外邊緣為橫向U形的小平臺，其橫向U形邊緣的開口處與下段的Ω形之底部相連，除與Ω形之底部相連部分外，它的其餘部分可比ZK的上段 外園面橫向凸出3mm至15mm，而且可有2至16個穿線圓孔，每個穿線圓孔的直徑各自可在1mm至5mm範圍內，橫向U形的小平臺的厚度可在0.5mm至3mm範圍內。

前面所述FK的頂部可以是圓形平面，頂部厚度可在0.5mm至3mm範圍內，其頂部下方可以有2至16個與頂面垂直向下伸出的外邊緣呈正向U形的弧面片，相鄰弧面片的邊緣與FK的頂部形成倒U形缺口，它們的尺寸可以是：各倒U形缺口的豎向中線與相應FD焊盤的豎向中線對齊之誤差小於3mm，這些U形弧面片的長度可相同，可在10mm至25mm範圍內，它們的寬度可不小於2mm，它們的內側弧面與FK的圓形頂部同軸之誤差≤2mm，而且與ZK的長圓筒上段的外側相吻合。

本發明的積極意義：它可用於「隨身攝象遠程監視與存貯系統」、鐵路或高速公路容易發生山體滑波或泥石流等自然災害路段的報警設備、貴重物品防盜報警等電池供電設備、無人居住或獨居老人宅內的安防設備，發生異常情況時可自動喚醒GSM無線發送圖象等信息，或自動遠程呼叫住宅主人或老人親人的手機，讓他(她)能通過手機及時察看宅內實時圖象等情況，酌情及時通知相關物業或採取報警等應急措施，減少損失和危害，並可大幅度減少上述設備的無線電通信繳費和電池功耗。因此，本發明具有相當大的積極意義。

附圖說明

下面結合附圖和實施實例之一對本發明進一步說明。

圖1描述了本發明中一個壓擊力敏超薄微動傳感元件的一種結構，圖1中(1a)是絕緣基板JB的頂視圖，(1b)是JB的側視圖，(1c)是JB的前視圖，(1d)是JB的底視圖；(1e)是JB粘貼JT和TB後的頂視圖，(1f)是JB粘貼JT和TB後的側視圖，(1g)是JB粘貼JT和TB後的前視圖；(1h)是GB未裝配至JB之前的平面圖，(1i)是GB兩側從JB正面的兩側向下壓並折轉至JB的底面兩側後的頂視圖，(1j)是GB兩側從JB正面的兩側向下壓並折轉至JB的底面兩側後的底視圖，此圖所示JB的U形缺口對應的TB可焊引出線，作為壓擊力敏超薄微動傳感元件的輸出線。

圖2描述了本發明中「被遮擋傳感元件」的紅外發光管的一種光強波形，圖中TJ是紅外發光管以間歇工作模式1個周期內的間歇時間，tg是1個周期內紅外發光管脈衝發光工作時間，tm是tg內脈衝發光的周期時間。

圖3描述了本發明一種「任意方向斜倒無源傳感元件」的柔性雙面FPC圓巻筒FD的一種展開圖、主殼ZK的一種結構圖和封口頂蓋FK的一種結構圖，即：

圖3中(3a)描述了FD的一種展開圖，圖中①表示FD的一種展開圖的邊框線，②表示FD的一種內側展開圖與FD之軸線垂直的1根FPC線條，③表示FD的一種展開圖雙面FPC的1個過孔，④表示FD的一種展開圖外側由過孔向上引至頂部焊盤的1根FPC的線條，⑤表示FD頂部的1個焊盤。

圖3中(3b)描述了一種絕緣材料製成的主殼ZK的正視圖，(3c)描述了ZK的左視圖，(3d)描述了ZK的頂視圖，(3e)描述了ZK的A-A′剖面圖。

圖3中(3f)描述了一種絕緣材料製成的封口頂蓋FK的正視圖，(3g)描述了FK的底視圖，(3h)描述了ZK的頂視圖。

具體實施方式

下面進一步說明本發明的實施實例之一的具體實施方式。

圖1(1a)中JB的尺寸可分別選擇為：a1＝a7＝1.0mm，a2＝a4＝a6＝4mm，a3＝a5＝9mm，b1＝b3＝2mm，b2＝c1+c2+c3+c4+c5，c1＝c5＝2.2mm，c2＝c3＝c4＝7.2mm，d1＝d2＝d5＝d6＝4.8mm，d3＝d4＝d7＝d8＝2mm，r1＝r2＝r3＝r4＝2mm；JB的厚度δ1和δ2可分別選擇為0.5mm和1.0mm；圖1(1a)中所示8個虛線圓和(1d)中所示8個實線圓代表JB的底面有8個圓形淺凹坑，其深度和直徑可分別選擇為0.2mm和2.5mm；圖1(1e)中TB的厚度可選擇0.05mm，JT的厚度可選擇1mm；圖1(1h)中所示尺寸可分別選為：e1＝e3＝3.5mm，e2＝30mm，f1＝f3＝2.5mm，f2＝25mm；GB的厚度可選擇0.1mm。

圖2中TJ可設定為0.2秒，Tg可設定為0.3毫秒，tm可設定為約0.03毫秒。

圖3(3a)中各FPC橫向線條和豎向線條的寬度可分別選擇為2mm和0.5mm；圖3(3b)中的h1可選擇為30mm，h2可選擇為120mm，δ1可以是2mm；圖3(3d)中的dk可以是4mm，r1可以是22mm，(3d)和(3e)中的r2可以是16mm，(3e)中的r3可以是15mm，δ2可以是2mm；圖3(3f)中的δ3可以是2mm，h3可選擇為28mm；圖3(3g)和(3h)中的r4可選擇為17mm，r5可選擇為16mm；DG可選用市場上出售的φ1mm不鏽鋼微粒(或稱為不鏽鋼丸)，在FD放入ZK並直立時，倒入的不鏽鋼微粒的高度可以是30mm，然後可再倒入防凍液填充不鏽鋼微粒之間的間隙，其高度與不鏽鋼微粒的高度持平。

「系帶鬆開」之無源傳感元件插扣的導電插頭和導電插口可各鑽兩個φ1mm左右的孔，導電插頭和導電插口的引出線可選用帶外絕緣層的φ0.6mm左右鍍鋅鐵絲，將它們的首端分別插入導電插頭和導電插口φ1mm孔內，並焊好或鉚實；它們的末端即為「系帶鬆開」之無源傳感元件的輸出線。

被遮擋傳感元件中的紅外「光敏-放大-解調」一體化接收頭可選用IRM1838ST，紅外LED可選用SIR5075。

「磁鐵-磁敏」無源傳感元件的應用舉例：永久磁鐵可選用有安裝孔的優質產品，將其安裝在宅門、保險箱(櫃)和內存貴重物品柜子之活動門的內側邊緣，與此永久磁鐵相近(例如距離≤10mm)的不動部件內邊側可安裝1至3個磁敏開關，將它們的一端並聯，另一端引出接SZD的輸入。

上述SZD的輸出可通過導線或無線通信模塊激活以GSM為核心的無線電發射設備，SZD的具體電路可在公開的技術資料中查到，不贅述。