心率检测传感器、防护服和传感器的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种心率检测传感器、防护服和传感器的制作方法，所述心率检测传感器包括第一封装层；设置于所述第一封装层下表面的第一电极层；依次设置于所述第一电极层下表面的第一压力敏感层和第二压力敏感层，所述第一压力敏感层和/或所述第二压力敏感层由水溶性聚合物水凝胶制成并添加有纳米颗粒；设置于所述第二压力敏感层下表面的第二电极层；设置于所述第二电极层下表面的第二封装层。本发明专利技术实施例的心率检测传感器采用水凝胶作为基底制成，不仅具有良好的生物相容性和环境友好性，舒适性高，而且结构简单，制作成本低，具有广阔的应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
心率检测传感器、防护服和传感器的制作方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种心率检测传感器、防护服和传感器的制作方法。

技术介绍

[0002]当前矿工在井下工作的环境具有高粉尘、高噪声等的特点，由此造成的煤矿职业病对工人的身体健康状况造成了极大的影响，同时由于目前对工人自身的工作状态如饮酒、疲劳、呼吸不畅以及如心脏骤停等突发性事件缺乏必要的监测和预警，矿工在状态不佳的情况下工作，造成了极大的安全隐患，极容易发生生产事故。
[0003]相关技术中，一般采用监测心率的方法判断工人的生命体征，目前检测井下矿工心率监测方法主要包括光电容描记法、血氧法和心电信号法，但是光电容描记法对血液成分有高度依赖性，检测过程中需要人保持静止状态，容易受到光源的影响，具有较高的成本；血氧法在检测过程需要夹住手指，对人体有持续压迫，舒适性差，成本高；心电信号法需要使用电极检测人体皮肤表面的电信号，电极与人体的接触阻抗不匹配，存在较大的电容耦合干扰，检测时需要在人体多个部位连接电极，设备笨重，操作困难，便携性差，计算复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的实施例提出一种心率检测传感器，所述心率检测传感器具有良好的生物相容性和环境友好性，舒适性高。
[0006]本专利技术的实施例还提出一种具有上述心率检测传感器的防护服。
[0007]本专利技术的实施例还提出一种传感器的制备方法。
[0008]本专利技术实施例心率检测传感器包括第一封装层；设置于所述第一封装层下表面的第一电极层；依次设置于所述第一电极层下表面的第一压力敏感层和第二压力敏感层，所述第一压力敏感层和/或所述第二压力敏感层由水溶性聚合物水凝胶制成并添加有纳米颗粒；设置于所述第二压力敏感层下表面的第二电极层；设置于所述第二电极层下表面的第二封装层。
[0009]本专利技术实施例的心率检测传感器采用水凝胶作为基底制成，不仅具有良好的生物相容性和环境友好性，舒适性高，而且结构简单，制作成本低，具有广阔的应用前景。
[0010]在一些实施例中，所述聚合物水凝胶为聚乙烯醇水凝胶、聚乙烯吡咯烷酮水凝胶或聚丙烯酰胺水凝胶。
[0011]在一些实施例中，所述纳米颗粒为氧化硅纳米颗粒、碳酸钙纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒。
[0012]在一些实施例中，所述第一压力敏感层的厚度为10
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200μm，所述第二压力敏感层的厚度为10
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200μm。
[0013]在一些实施例中，所述第一封装层的材料为Ecoflex或聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述第二封装层的材料为Ecoflex或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0014]在一些实施例中，所述第一电极层为银电极层或铝电极层，所述第二电极层为银电极层或铝电极层。
[0015]在一些实施例中，所述第一电极层的厚度为50nm
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500nm，所述第二电极层的厚度为50nm
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500nm。
[0016]本专利技术第二方面实施例的防护服包括上述任一实施例所述的心率检测传感器。
[0017]本专利技术第三方面实施例的传感器的制作方法包括：
[0018]将5％浓度的甘油、5％wt的氧化硅纳米颗粒、5％wt的氯化钠溶液与10％浓度的聚乙烯醇溶液放入容器内混合，使用超声将其分散至没有明显沉底物，磁力搅拌3小时得到前置溶液；
[0019]将所述前置溶液放入模具成型，在
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20℃温度下冷冻24小时，在室温下解冻2小时，获得第一压力敏感层和第二压力敏感层；
[0020]在所述第一压力敏感层的上表面加工第一电极层，在所述第二压力敏感层的下表面加工第二电极层；
[0021]将所述第一压力敏感层和所述第二压力敏感层利用热压法键合；
[0022]在所述第一电极层的上表面贴覆第一封装层，在所述第二电极层的下表面贴覆第二封装层。
[0023]在一些实施例中，在所述第一压力敏感层的上表面加工第一电极层或在所述第二压力敏感层的下表面加工第二电极层的方法为电子束蒸发镀膜、3D打印、丝网印刷或金属胶带粘接。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例的心率检测传感器的示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例的传感器制备方法的一部分的流程示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例的传感器制备方法的另一部分的流程示意图。
[0027]附图标记：
[0028]心率检测传感器100，第一封装层101，第一电极层102，第一压力敏感层103，第二压力敏感层104，第二电极层105，第二封装层106。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]下面结合附图描述本专利技术实施例的心率检测传感器100。
[0031]如图1所示，本专利技术实施例的心率检测传感器100包括从上到下依次叠置的第一封装层101、第一电极层102、第一压力敏感层103、第二压力敏感层104、第二电极层105和第二封装层106。
[0032]其中，第一压力敏感层103和/或第二压力敏感层104由水溶性聚合物水凝胶制成并添加有纳米颗粒，一方面，采用水凝胶作为基底制成的心率检测传感器100具有良好的柔
性，可以和皮肤表面良好接触以获得清晰的心率信号，电气安全性良好，可以装备在防护服上对井下工作者的心率进行检测，检测过程中不会给使用者造成不适感，另一方面，采用水溶性聚合物水凝胶制成的压力敏感层可以在水溶液中降解，避免了环境污染，同时掺杂纳米颗粒，可以有效提高传感器的灵敏度和机械性能，通过对压力信号的特征提取，判断矿工当前的身体健康状况，并对饮酒和疲劳状态做出预警。
[0033]本专利技术实施例的心率检测传感器100采用水凝胶作为基底制成，不仅具有良好的生物相容性和环境友好性，舒适性高，而且结构简单，制作成本低，具有广阔的应用前景。
[0034]所述聚合物水凝胶为聚乙烯醇水凝胶、聚乙烯吡咯烷酮水凝胶或聚丙烯酰胺水凝胶，优选为聚乙烯醇水凝胶，聚乙烯醇水凝胶具有很好的生物相容性，并且弹性大，强度高，十分适用于作为传感器的基底材料。
[0035]纳米颗粒为氧化硅纳米颗粒、碳酸钙纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒，优选为氧化硅纳米颗粒，在压力敏感层添加氧化硅纳米颗粒可以有效提高传感器的灵敏度和机械性能，提升心率检测传感器100的性能。
[0036]在一些实施例中，第一压力敏感层103的厚度为10
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200μm，第二压力敏感层104的厚度为10
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200μm。例如，第一压力敏感层103可以为50μm、100μm或150μm，第二压力敏感层104可以为50μm、100μm或150μm，优选地，第一压力敏感层10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心率检测传感器，其特征在于，包括：第一封装层；设置于所述第一封装层下表面的第一电极层；依次设置于所述第一电极层下表面的第一压力敏感层和第二压力敏感层，所述第一压力敏感层和/或所述第二压力敏感层由水溶性聚合物水凝胶制成并添加有纳米颗粒；设置于所述第二压力敏感层下表面的第二电极层；设置于所述第二电极层下表面的第二封装层。2.根据权利要求1所述的心率检测传感器，其特征在于，所述聚合物水凝胶为聚乙烯醇水凝胶、聚乙烯吡咯烷酮水凝胶或聚丙烯酰胺水凝胶。3.根据权利要求1所述的心率检测传感器，其特征在于，所述纳米颗粒为氧化硅纳米颗粒、碳酸钙纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的心率检测传感器，其特征在于，所述第一压力敏感层的厚度为10
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200μm，所述第二压力敏感层的厚度为10
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200μm。5.根据权利要求1所述的心率检测传感器，其特征在于，所述第一封装层的材料为Ecoflex或聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述第二封装层的材料为Ecoflex或聚对苯二甲酸乙二醇酯。6.根据权利要求5所述的心率检测传感器，其特征在于，所述第一电极层为银电极层或铝电极层，所述第二电极层为银电极层或铝电极层。7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博琰，王洪磊，李中南，张亦凡，田涵，吴太晖，沈泽南，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：