一种柔性压力传感器及脉诊仪制造技术

本发明专利技术涉及传感器技术领域，公开了一种柔性压力传感器及脉诊仪。柔性压力传感器包括第一驻极体层、第二驻极体层、中间层、第一电极层及第二电极层，中间层固定于第一驻极体层与第二驻极体层之间，第一电极层固定于第一驻极体层上，第二电极层固定于第二驻极体层上，中间层上设有若干通孔。脉诊仪包括上述柔性压力传感器，还包括腕带，腕带设于柔性压力传感器的外部以将柔性压力传感器固定于待测量处。上述柔性压力传感器的厚度小，且柔性好，灵敏度高，测量结果准确；脉诊仪能准确的捕捉到人体的脉搏波信号，易与皮肤实现完全贴合，长时间佩戴不易引起不适。

A Flexible Pressure Sensor and Pulse Diagnosis Instrument

【技术实现步骤摘要】
一种柔性压力传感器及脉诊仪
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种柔性压力传感器及脉诊仪。
技术介绍
传感器作为一种检测装置，能感受到被测量的信息，并将感受到的信息按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录及控制等要求。压力传感器是传感器中较为常见的一种，其广泛应用于多个领域，压力传感器主要利用压电效应进行工作，能感受外部压力信号，并按照一定的规律将压力信号转换成输出的电信号。如今，用于人体健康检测的可穿戴式测量设备已逐渐进入我们的生活，以便于准确的监测我们的身体健康状况，为我们带来了极大的便利。这些设备通常是利用传感器捕捉各种人体生理信号，将其经过处理后变换为各类直观的指标参数如心率、血压等，使我们了解自己的身体状态。但是，目前的检测设备所使用的传感器大都属于硬质传感器，其柔性不足，且厚度较大。因此，在佩戴时无法完全贴合人体待测量处，导致其无法达到较高的灵敏度，对于一些较微弱的生理信号难以精确的捕捉到，从而使测量结果的准确度受到极大的限制，并且会影响佩戴时的舒适性，不适于长时间使用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种柔性压力传感器及脉诊仪，该柔性压力传感器的厚度小，且柔性好，灵敏度高，测量结果准确；该脉诊仪能准确的捕捉到人体的脉搏波信号，易于与皮肤实现完全贴合，长时间佩戴不易引起不适。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种柔性压力传感器，包括第一驻极体层、第二驻极体层、中间层、第一电极层及第二电极层，所述中间层固定于所述第一驻极体层与所述第二驻极体层之间，所述第一电极层固定于所述第一驻极体层上，所述第二电极层固定于所述第二驻极体层上，所述中间层上设有若干通孔。作为上述技术方案的改进，使所述通孔内的空气被电离，以产生能够附着于所述第一驻极体层与所述第二驻极体层上的电荷。作为上述技术方案的进一步改进，所述中间层上的孔洞率范围为10％-70％。作为上述技术方案的进一步改进，所述通孔的直径范围为1-5㎜，相邻的所述通孔的中心间距范围为1.2-30mm。作为上述技术方案的进一步改进，所述中间层的厚度范围为100-500μm，所述第一驻极体层与所述第二驻极体层的厚度范围为10-50μm。作为上述技术方案的进一步改进，所述中间层的材质为Ecoflex、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯嵌段共聚物或铂金固化液体有机硅化合物。还提供了一种脉诊仪，包括上述的柔性压力传感器，还包括腕带，所述腕带设于所述柔性压力传感器的外部以将所述柔性压力传感器固定于待测量处。作为上述技术方案的进一步改进，还包括定点加压装置，所述定点加压装置包括刚性的定位件，在所述定位件内形成容置空间，所述定位件上设有与所述容置空间连通的孔位，所述柔性压力传感器置于所述孔位内，所述腕带固定于所述定点加压装置的外部，所述腕带能够向所述柔性压力传感器施加朝向所述容置空间的作用力。作为上述技术方案的进一步改进，包括阵列化分布的若干个所述柔性压力传感器。本专利技术的有益效果是：本专利技术中的柔性压力传感器的厚度小，且柔性好，灵敏度高，测量结果准确；脉诊仪能准确的捕捉到人体的脉搏波信号，易于与皮肤实现完全贴合，长时间佩戴不易引起不适。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术一个实施例中柔性压力传感器的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例中柔性压力传感器的俯视图；图3是图2中沿A-A方向的剖视图；图4是本专利技术一个实施例中柔性压力传感器的中间层的结构示意图；图5是本专利技术一个实施例中脉诊仪的信号反馈框图；图6是本专利技术一个实施例中定点加压装置的第一种结构；图7是本专利技术一个实施例中定点加压装置的第二种结构；图8是本专利技术一个实施例中定点加压装置的第三种结构。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本专利技术中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本专利技术各组成部分的相互位置关系来说的。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。参照图1至图3，示出了本专利技术一个实施例中柔性压力传感器的结构示意图、俯视图及剖视图。柔性压力传感器包括中间层1、第一驻极体层2、第二驻极体层3、第一电极层4及第二电极层5。中间层1固定于第一驻极体层2与第二驻极体层3之间。第一电极层4固定于第一驻极体层2的外表面，第二电极层5固定于第二驻极体层3的外表面。在第一电极层4与第二电极层5上分别引出导线与外部电路相连。中间层1的厚度范围为100-500μm，优选的，厚度为150μm。第一驻极体层2与第二驻极体层3的厚度范围为10-50μm。第一电极层4的厚度为50nm，第二电极层5的厚度为10μm。由此可见，整个传感器的厚度极其小。参照图4，示出了本专利技术一个实施例中柔性压力传感器的中间层的结构示意图。在中间层1上均匀分布有若干通孔11。中间层1上的孔洞率为10-70％。通孔11的直径范围1-5mm，相邻通孔11的中心间距范围为1.2-30mm。优选的，通孔11的直径为2mm，相邻通孔的中心间距为3mm。通孔11的形状优选为圆形，当然，也可以为正多边形或其他不规则形状。对于正多边形孔或其他不规则形状的孔来说，孔径以其内切圆的直径为准。中间层1的材质可选用Ecoflex等超软性加成固化硅胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等硅橡胶、苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等热塑性弹性体或铂金固化液体有机硅化合物(DragonSkin)等硅胶，但不限于上述列举的几种类型。由于中间层1采用上述柔性较好的材质制得，且设置通孔11进一步增强了其柔性。使制得的传感器具有良好的柔性，能根据不同的应用场合设计加工成不同形状，在测量时能够进行更大的形变，可更好的与待测量处的皮肤贴合，以提高其灵敏度，确保测量结果的准确性。制作该柔性压力传感器时，在中间层1上打孔，经表面改性后与第一驻极体层2、第二驻极体层3进行化学键合。通过磁控溅射方法在第一驻极体层2的外表面涂覆Au薄层，以形成第一电极层4。将Al带粘附到第二驻极体层3的外表面以形成第二电极层5，并起到对其顶部各层的机械支撑作用。通过使用高压电源(直流高压)、电晕针和接地电极的高压电晕充电方法形成大气电偶极子。键合完成后，中间层1上的通孔11内留有大量空气。将上述制得的半成品置于接地电极顶部，并位于电晕针尖下方3cm处。向电晕针施加15-30kV的高电压以电离通孔11内的空气。由于驻极体具有良好的保存静电荷的能力，可以长期稳定的存储电荷，故上述电离出的自由电荷将被第一驻极体2与第二驻极体3的内表面捕获。第一驻极体2与第二驻极体3之间类似于一个以通孔内空气为介质的电容。由于C＝Q/U＝εS/d。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性压力传感器，其特征在于，包括第一驻极体层、第二驻极体层、中间层、第一电极层及第二电极层，所述中间层固定于所述第一驻极体层与所述第二驻极体层之间，所述第一电极层固定于所述第一驻极体层上，所述第二电极层固定于所述第二驻极体层上，所述中间层上设有若干通孔。

【技术特征摘要】
1.一种柔性压力传感器，其特征在于，包括第一驻极体层、第二驻极体层、中间层、第一电极层及第二电极层，所述中间层固定于所述第一驻极体层与所述第二驻极体层之间，所述第一电极层固定于所述第一驻极体层上，所述第二电极层固定于所述第二驻极体层上，所述中间层上设有若干通孔。2.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，使所述通孔内的空气被电离，以产生能够附着于所述第一驻极体层与所述第二驻极体层上的电荷。3.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述中间层上的孔洞率范围为10％-70％。4.根据权利要求3所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述通孔的直径范围为1-5㎜，相邻的所述通孔的中心间距范围为1.2-30mm。5.根据权利要求1所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述中间层的厚度范围为100-500μm，所述第一驻极体层与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瑛，楚尧，刘慧梁，韩留洋，王晓浩，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44