便攜式無源傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式無源傳感器；屬于脈搏傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】；其技術(shù)要點包括導電金屬材質(zhì)制成的殼體，在殼體內(nèi)設有壓電薄膜，所述壓電薄膜的中部呈拱形結(jié)構(gòu)，所述殼體內(nèi)設有與壓電薄膜中部的拱形結(jié)構(gòu)相適應的拱形震動行程腔，所述壓電薄膜中部的拱形結(jié)構(gòu)外端與拱形震動行程腔內(nèi)壁之間形成震動空間；在壓電薄膜外側(cè)設有脈搏觸頭，所述脈搏觸頭其中一端面設有與壓電薄膜相適應的拱形凸塊，所述壓電薄膜與脈搏觸頭相對的兩個端面緊密貼合，在殼體上設有與脈搏觸頭相適應的觸頭伸出孔，所述脈搏觸頭與人體相接觸；所述壓電薄膜的負極與殼體連接，所述壓電薄膜的正極通過導電板與外部數(shù)據(jù)收集儀器連接；本實用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)合理、體積小且攜帶方便的便攜式無源傳感器；用于人體監(jiān)測。
【專利說明】便攜式無源傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種無源傳感器，更具體地說，尤其涉及一種體積小的便攜式無源傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]脈搏波是人體心血管系統(tǒng)的重要參數(shù)之一。當心臟周期性的收縮和舒張時，心室射入主動脈的血流將以波的形式自主主動根部出發(fā)沿動脈管系傳播，這種波就是脈搏波。脈搏波在動脈管系中傳輸，并在下游不同位置的各級分支中不斷反射，使脈搏波不僅要受到心臟本身的影響，同時還會受到流經(jīng)各級動脈及分支中各種生理病理因素如血管阻力、血管壁彈性和血液黏性等的影響，因而從下游外周動脈反射回來的反射波強度和波形隨不同的生理病理因素變化將會有很大差異。因此從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據(jù)，歷來都受到中外醫(yī)學界的重視。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，使用壓電材料制作的裝置，通過機械能向電能的轉(zhuǎn)換將脈搏波轉(zhuǎn)換為電壓輸出，是最常見的脈搏波測量方法，以壓電傳感器測定動脈壓力變動是公知技術(shù)。其實現(xiàn)方式為通過將壓電式傳感器單元放置人體動脈表面上，通過感受動脈帶來張力變化來測定血管內(nèi)的壓力狀態(tài)。動脈直徑通常為1.2mm-2.4_，為了能夠精確的檢查到動脈引起的壓力變化，需要將傳感器盡量覆蓋在動脈的上方。
[0004]在傳統(tǒng)的脈搏波檢測中，干擾與舒適度常常是一個主要問題。為滿足在生活場合中進行連續(xù)監(jiān)測，功耗也是一個主要問題。
[0005]傳統(tǒng)上基于機械能檢測的脈搏波傳感器要求被檢測者采取特定姿態(tài)，并采取緊壓的方式，以克服干擾信號，滿足血流壓力可以被清晰的傳導和識別。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、體積小且攜帶方便的便攜式無源傳感器。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種便攜式無源傳感器，其中包括導電金屬材質(zhì)制成的殼體，在殼體內(nèi)設有壓電薄膜，所述壓電薄膜的中部呈拱形結(jié)構(gòu)，所述殼體內(nèi)設有與壓電薄膜中部的拱形結(jié)構(gòu)相適應的拱形震動行程腔，所述壓電薄膜中部的拱形結(jié)構(gòu)外端與拱形震動行程腔內(nèi)壁之間形成震動空間；在壓電薄膜外側(cè)設有脈搏觸頭，所述脈搏觸頭其中一端面設有與壓電薄膜相適應的拱形凸塊，所述壓電薄膜與脈搏觸頭相對的兩個端面緊密貼合，在殼體上設有與脈搏觸頭相適應的觸頭伸出孔，所述脈搏觸頭與人體相接觸；所述壓電薄膜的負極與殼體連接，所述壓電薄膜的正極通過導電板與外部數(shù)據(jù)收集儀器連接。
[0008]上述的便攜式無源傳感器中，所述的殼體由相互配合的上殼和下殼組成；所述壓電薄膜和脈搏觸頭通過上殼和下殼配合夾緊貼合連接。
[0009]上述的便攜式無源傳感器中，所述壓電薄膜由PVDF膜及設置在PVDF膜兩側(cè)的正極涂層和負極涂層組成，所述負極涂層設置在PVDF膜與脈搏觸頭相接觸的端面上，并且所述壓電薄膜拱形結(jié)構(gòu)其中一側(cè)的PVDF膜設有彎折部，所述負極涂層延伸覆蓋在彎折部表面，所述彎折部上的負極涂層與殼體貼合連接；所述正極涂層設置在PVDF膜與拱形震動行程腔對應的端面上，所述壓電板夾設在壓電薄膜遠離彎折部的一側(cè)與殼體之間，所述正極涂層延伸至與導電板相接觸；所述導電板側(cè)邊的殼體上設有導線伸出孔。
[0010]上述的便攜式無源傳感器中，所述的脈搏觸頭由硅膠固定平臺和設置在硅膠固定平臺其中一端面的硅膠觸頭組成，所述拱形凸塊設置在硅膠固定平臺另一側(cè)端面上。
[0011]上述的便攜式無源傳感器中，所述硅膠觸頭位于殼體外部分的高度為3?5_。
[0012]上述的便攜式無源傳感器中，所述硅膠觸頭與人體相接觸的端部為弧形結(jié)構(gòu)。
[0013]上述的便攜式無源傳感器中，所述的殼體、壓電薄膜及脈搏觸頭上設有相互對應的若干定位孔，所述殼體、壓電薄膜及脈搏觸頭通過緊固件穿過定位孔固定連接。
[0014]本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，使用金屬外殼形成屏蔽腔體，使用柔性材料制成的脈搏觸頭感知和傳遞微壓力信號并傳遞到壓電薄膜，帶拱形結(jié)構(gòu)的壓電薄膜在屏蔽腔體的拱形震動行程腔預留的震動空間中進行微位移并輸出電信號，從而完成微壓力引發(fā)的機械能到電能的轉(zhuǎn)換過程。
[0015]使本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有下述的優(yōu)點:
[0016]( I)硅膠觸頭的弧形接觸端，能夠很好地接收脈搏震動信號，并利用硅膠固定平臺底部的硅膠脈搏震動傳遞面，將脈搏震動信號完全傳遞到壓電薄膜上，從而提高了傳感器的靈敏度，實現(xiàn)微壓力傳導和捕獲的高靈敏度。
[0017](2)帶拱形結(jié)構(gòu)的壓電薄膜負極通過金屬外殼與皮膚的接觸形成接地，去除了負極導線的引出，減小了傳感器的尺寸和結(jié)構(gòu)的復雜度。
[0018](3)壓電薄膜在可以在震動空間中微位移，從而提高壓電薄膜的變形程度，并因之提高電荷的產(chǎn)生數(shù)量，放大輸出電壓的變化范圍，并使該傳感器靈敏度大為提高。
[0019](4)無源結(jié)構(gòu)，使得本傳感器的功耗極低。
[0020](5)通過殼體、脈搏觸頭和壓電薄膜的巧妙結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)壓電傳感器的高可靠性、高靈敏度及佩戴的舒適性。并且，本實用新型具有體積小、抗沖擊性能良好、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點，易于實現(xiàn)舒適的、可伸展的、工業(yè)化的及其它混合傳感器的混合設計。
[0021](6)本實用新型尤其適用于便攜式設備，或?qū)鞲衅鞒叽缂伴L期功耗敏感的使用場合。本實用新型應用領(lǐng)域包括對如心血管系統(tǒng)等人體體征的監(jiān)測，也包括對任何存在微震動/沖擊特征的領(lǐng)域的監(jiān)測，如電子聽診器、骨導拾音器，脈搏監(jiān)測儀等多種需要同時兼?zhèn)潇`敏性、便攜性、高頻帶的應用領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖中的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但并不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。
[0023]圖1是本實用新型的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型壓電薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:殼體1、觸頭伸出孔la、上殼lb、下殼lc、導線伸出孔Id、壓電薄膜2、PVDF膜2a、正極涂層2b、負極涂層2c、彎折部2d、拱形震動行程腔3、脈搏觸頭4、拱形凸塊4a、硅膠固定平臺4b、娃膠觸頭4c、導電板5。
【具體實施方式】
[0026]參閱圖1和圖2所示，本實用新型的一種便攜式無源傳感器，包括導電金屬材質(zhì)制成的殼體I，金屬殼體可以有效屏蔽外部信號干擾，殼體I由相互配合的上殼Ib和下殼Ic組成，方便拆裝，在殼體I內(nèi)設有壓電薄膜2，所述壓電薄膜2的中部呈拱形結(jié)構(gòu)，所述殼體I內(nèi)設有與壓電薄膜2中部的拱形結(jié)構(gòu)相適應的拱形震動行程腔3，所述壓電薄膜2中部的拱形結(jié)構(gòu)外端與拱形震動行程腔3內(nèi)壁之間形成震動空間；在壓電薄膜2外側(cè)設有脈搏觸頭4，所述脈搏觸頭4其中一端面設有與壓電薄膜2相適應的拱形凸塊4a，所述壓電薄膜2與脈搏觸頭4相對的兩個端面緊密貼合，緊密的貼合可以使脈搏震動信號完全傳遞到壓電薄膜2上，以提高傳感器的靈敏度。在本實施例中，在金屬外殼的拱形震動行程腔3內(nèi)壁與脈搏觸頭4的拱形凸塊4a外端面之間保留Imm空隙，用于壓電薄膜2進行微位移。在殼體I上設有與脈搏觸頭4相適應的觸頭伸出孔la，所述脈搏觸頭4與人體相接觸；所述壓電薄膜2的負極與殼體I連接，所述壓電薄膜2的正極通過導電板5與外部數(shù)據(jù)收集儀器連接。同時，所述壓電薄膜2和脈搏觸頭4通過上殼Ib和下殼Ic配合夾緊貼合連接，這樣可以使整個傳感器結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，使檢測更加靈敏、準確。本實施例中的殼體1、壓電薄膜2及脈搏觸頭4上設有相互對應的若干定位孔，所述殼體1、壓電薄膜2及脈搏觸頭4通過緊固件穿過定位孔固定連接。緊固件穿過各定位孔，可以有效防止各部件在檢測時出現(xiàn)平行檢測面方向的位移，進一步保證檢測的準確性。
[0027]具體地，本實施例中所述壓電薄膜2由PVDF膜2a及設置在PVDF膜2a兩側(cè)的正極涂層2b和負極涂層2c組成，所述負極涂層2c設置在PVDF膜2a與脈搏觸頭4相接觸的端面上，并且所述壓電薄膜2拱形結(jié)構(gòu)其中一側(cè)的PVDF膜2a設有彎折部2d，所述負極涂層2c延伸覆蓋在彎折部2d表面，所述彎折部2d上的負極涂層2c與殼體I貼合連接；所述正極涂層2b設置在PVDF膜2a與拱形震動行程腔3對應的端面上，所述壓電板5夾設在壓電薄膜2遠離彎折部2d的一側(cè)與殼體I之間，所述正極涂層2b延伸至與導電板5相接觸；所述導電板5側(cè)邊的殼體I上設有導線伸出孔Id。
[0028]進一步地，本實施例中所述的脈搏觸頭4由硅膠固定平臺4b和設置在硅膠固定平臺4b其中一端面的硅膠觸頭4c組成，所采用硅膠材料的硬度為40度至50度。所述拱形凸塊4a設置在硅膠固定平臺4b另一側(cè)端面上。同時，所述硅膠觸頭4c位于殼體I外部分的高度為3?5_。所述硅膠觸頭4c與人體相接觸的端部為弧形結(jié)構(gòu)，該弧形結(jié)構(gòu)的弧形凸起面的中心點高度為1.0mm至1.5_。合理的高度，在精確檢測人體脈搏的同時，可以使配戴者感覺舒適。
[0029]使用時，將本實用新型的傳感器組件通過外部固定裝置固定在人體相應的部位上，調(diào)整好硅膠觸頭4c的位置，連接外部數(shù)據(jù)收集儀器，即可進行數(shù)據(jù)的收集。
[0030]以上所舉實施例為本實用新型的較佳實施方式，僅用來方便說明本實用新型，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，若在不脫離本實用新型所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本實用新型所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本實用新型的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本實用新型技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式無源傳感器，其特征在于，包括導電金屬材質(zhì)制成的殼體(I)，在殼體(O內(nèi)設有壓電薄膜(2)，所述壓電薄膜(2)的中部呈拱形結(jié)構(gòu)，所述殼體(I)內(nèi)設有與壓電薄膜(2)中部的拱形結(jié)構(gòu)相適應的拱形震動行程腔(3)，所述壓電薄膜(2)中部的拱形結(jié)構(gòu)外端與拱形震動行程腔(3)內(nèi)壁之間形成震動空間；在壓電薄膜(2)外側(cè)設有脈搏觸頭(4)，所述脈搏觸頭(4)其中一端面設有與壓電薄膜(2)相適應的拱形凸塊(4a)，所述壓電薄膜(2)與脈搏觸頭(4)相對的兩個端面緊密貼合，在殼體(I)上設有與脈搏觸頭(4)相適應的觸頭伸出孔(la)，所述脈搏觸頭(4)與人體相接觸；所述壓電薄膜(2)的負極與殼體(1)連接，所述壓電薄膜(2)的正極通過導電板(5)與外部數(shù)據(jù)收集儀器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述的殼體(I)由相互配合的上殼(Ib)和下殼(Ic)組成；所述壓電薄膜(2)和脈搏觸頭(4)通過上殼(Ib)和下殼(Ic)配合夾緊貼合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述壓電薄膜(2)由PVDF膜(2a)及設置在PVDF膜(2a)兩側(cè)的正極涂層(2b )和負極涂層(2c )組成，所述負極涂層(2c)設置在PVDF膜(2a)與脈搏觸頭(4)相接觸的端面上，并且所述壓電薄膜(2)拱形結(jié)構(gòu)其中一側(cè)的PVDF膜(2a)設有彎折部(2d)，所述負極涂層(2c)延伸覆蓋在彎折部(2d)表面，所述彎折部(2d)上的負極涂層(2c)與殼體(I)貼合連接；所述正極涂層(2b)設置在PVDF膜(2a)與拱形震動行程腔(3 )對應的端面上，所述壓電板(5 )夾設在壓電薄膜(2 )遠離彎折部(2d)的一側(cè)與殼體(I)之間，所述正極涂層(2b)延伸至與導電板(5)相接觸；所述導電板(5)側(cè)邊的殼體(I)上設有導線伸出孔(Id)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述的脈搏觸頭(4)由硅膠固定平臺(4b)和設置在硅膠固定平臺(4b)其中一端面的硅膠觸頭(4c)組成，所述拱形凸塊(4a)設置在硅膠固定平臺(4b )另一側(cè)端面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述硅膠觸頭(4c)位于殼體(I)外部分的高度為3?5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述硅膠觸頭(4c)與人體相接觸的端部為弧形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無源傳感器，其特征在于，所述的殼體(I)、壓電薄膜(2)及脈搏觸頭(4)上設有相互對應的若干定位孔，所述殼體(I)、壓電薄膜(2)及脈搏觸頭(4)通過緊固件穿過定位孔固定連接。
【文檔編號】A61B5/0245GK203483405SQ201320586470
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】曹金平, 陳巖, 何國祥 申請人:天津萬合星辰信息技術(shù)有限公司