NL1019607C2

NL1019607C2 - Sensor mat for registering a pressure profile.

Info

Publication number: NL1019607C2
Application number: NL1019607A
Authority: NL
Inventors: Albert Edmond Holman
Original assignee: Dutch Space B V
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-06-20
Also published as: WO2003052368A1

Description

Sensormat voor het registeren van een drukprofielSensor mat for registering a pressure profile

De uitvinding heeft betrekking op een sensormat voor het registreren van een drukprofiel, omvattende verdeeld over de mat aangebrachte sensorelementen, waarbij ieder sensorele-ment een eerste en een tweede elektrode heeft, welke beide 5 elektroden samenwerken met een resistieve laag, zodanig dat bij drukbelasting de elektrische weerstand tussen beide elektroden verandert ten opzichte van de weerstand bij nulbelas-ting, waarbij de sensorelementen in matrixvorm zijn aangebracht op een flexibele drager en waarbij de sensorelementen 10 die in eenzelfde rij of in eenzelfde kolom geplaatst zijn, telkens één rijelektrode respectievelijk kolomelektrode gemeenschappelijk hebben.The invention relates to a sensor mat for registering a pressure profile, comprising sensor elements arranged distributed over the mat, wherein each sensor element has a first and a second electrode, both electrodes cooperating with a resistive layer, such that under pressure loading the electrical resistance between the two electrodes changes with respect to the resistance at zero load, wherein the sensor elements are arranged in matrix form on a flexible carrier and wherein the sensor elements 10 placed in the same row or column share one row electrode or column electrode in each case .

Een dergelijke sensormat is bijvoorbeeld bekend uit US-A-4.734.034. De bekende sensormat heeft een toplaag en een 15 bodemlaag waarin elektroden in rijen respectievelijk kolommen zijn aangebracht. Tussen de toplaag en de bodemlaag is een scheidingslaag aangebracht. De elektroden van toplaag en bodemlaag zijn verder voorzien van een resistieve coating. Door belasting van de mat kan met de elektroden gemeten worden op 20 welke plaatsen van de mat drukbelasting plaatsvindt doordat onder invloed van de drukbelasting de weerstand tussen de elektroden verandert. De bekende sensormat is in het bijzonder geschikt voor meting van het drukprofiel van aan weerszijden van de mat op elkaar geplaatste tanden of kiezen.Such a sensor mat is for example known from US-A-4,734,034. The known sensor mat has a top layer and a bottom layer in which electrodes are arranged in rows or columns. A separating layer is provided between the top layer and the bottom layer. The top layer and bottom layer electrodes are further provided with a resistive coating. As a result of the load on the mat, it is possible to measure with the electrodes at which locations of the mat a pressure load occurs because the resistance between the electrodes changes under the influence of the pressure load. The known sensor mat is particularly suitable for measuring the pressure profile of teeth or molars placed on top of each other on either side of the mat.

25 Met de uitvinding is beoogd een sensormat te ver schaffen die geschikt is voor het registreren van drukprofie-len van mensen en/of voorwerpen in stoelen, bedden of in verband met de toepassing van medische hulpstukken. Onder andere wanneer de sensormat geen vast steunvlak heeft, worden speci-30 ale eisen gesteld aan de sensormat. In het bijzonder moet bij de genoemde toepassingen een dubbele kromming van de sensormat mogelijk zijn zonder dat dit ten koste gaat van de meet-nauwkeurigheid of tot kreukel vorming van de drager respectievelijk breuk in een of meer van de rij elektroden en/of kolom-35 elektroden aanleiding geeft.It is an object of the invention to provide a sensor mat which is suitable for recording pressure profiles of people and / or objects in chairs, beds or in connection with the use of medical aids. Particular requirements are imposed on the sensor mat, inter alia when the sensor mat has no fixed support surface. In particular, in the aforementioned applications, a double curvature of the sensor mat must be possible without this being at the expense of the measurement accuracy or the formation of a fracture of the carrier or fracture in one or more of the row of electrodes and / or column-35. electrodes.

\ 2\ 2

Aan deze eis wordt volgens de uitvinding tegemoet gekomen door de sensormat zo uit te voeren, dat iedere rije-lektrode en/of kolomelektrode tussen de sensorelementen een meanderend verloop heeft. Wanneer de flexibele drager waarop 5 de sensorelementen zijn aangebracht, in twee richtingen gaat krommen, zullen de meanderende gedeelten van de elektroden zich buiten het vlak van de drager kunnen begeven, waarbij deze als zodanig intact blijven maar niettemin verplaatsing van de sensorelementen ten opzichte van elkaar mogelijk ma-10 ken. De mate waarin een dubbele kromming mogelijk is, kan daarbij gekozen worden door een geschikte instelling van vorm en afmetingen van de meanderende gedeelten van de elektroden.According to the invention, this requirement is met by designing the sensor mat such that each row electrode and / or column electrode has a meandering course between the sensor elements. When the flexible carrier on which the sensor elements are mounted starts to curve in two directions, the meandering portions of the electrodes will be able to move outside the surface of the carrier, while as such they remain intact but nevertheless displacement of the sensor elements relative to each other possible. The extent to which a double curvature is possible can thereby be selected by a suitable adjustment of the shape and dimensions of the meandering portions of the electrodes.

In een ander aspect van de uitvinding is het wenselijk, dat de elektroden van de sensorelementen op elkaar zijn 15 aangebracht op de drager, van elkaar gescheiden door een isolatielaag. De sensormat kan op deze wijze betrouwbaar en zeer dun worden uitgevoerd.In another aspect of the invention, it is desirable that the electrodes of the sensor elements are superposed on the support separated from each other by an insulating layer. The sensor mat can be designed reliably and very thinly in this way.

Daarbij is verder wenselijk dat de resistieve laag van de sensorelementen op de elektroden is aangebracht, waar-20 bij beide elektroden zich aan dezelfde zijde van de resistie-ve laag bevinden.In addition, it is desirable for the resistive layer of the sensor elements to be applied to the electrodes, with both electrodes on the same side of the resistive layer.

In een verder aspect van de uitvinding is het voordelig dat de resistieve laag met een lijmlaag op de elektrodenlaag is bevestigd, en dat zich in de lijmlaag ontluch-25 tingsgaten bevinden. Door middel van dergelijke ontluchtings-gaten wordt het contact van de resistieve laag met de beide elektroden bevorderd wanneer de sensorelementen belast worden.In a further aspect of the invention, it is advantageous for the resistive layer to be attached to the electrode layer with an adhesive layer, and for ventilation holes to be present in the adhesive layer. By means of such vent holes, the contact of the resistive layer with the two electrodes is promoted when the sensor elements are loaded.

De goede werking van de sensorelementen van de sen-30 sormat kan worden ondersteund door ieder sensorelement afzonderlijk te voorzien van een steunvlak. Door dit steunvlak ter plaatse van de sensorelementen en tussen de meanderende gedeelten van de elektroden worden de elektroden op die plaats ook vlak gehouden.The proper functioning of the sensor elements of the senormat can be supported by providing each sensor element with a supporting surface separately. Due to this supporting surface at the location of the sensor elements and between the meandering portions of the electrodes, the electrodes are also kept flat at that location.

35 Onder verwijzing naar de tekening van een enkele fi guur zal de uitvinding in het navolgende verder worden toegelicht .With reference to the drawing of a single figure, the invention will be further explained below.

De figuur toont schematisch in bovenaanzicht een ge- i 3 deelte van een sensormat volgens de uitvinding. Deze sensor-mat 1 omvat regelmatig over de mat 1 verdeelde sensorelemen-ten 2, waarbij ieder sensorelement 2 een eerste elektrode 3 en een tweede elektrode 4 heeft. De beide elektroden 3 en 4 5 werken samen met een boven op deze beide elektroden aangebrachte resistieve laag, zodanig dat bij drukbelasting de elektrische weerstand tussen de beide elektroden 3 en 4 verandert ten opzichte van de weerstand bij nulbelasting. In de regel is een en ander zo uitgevoerd dat bij drukbelasting een 10 verminderde weerstand tussen de eerste elektrode 3 en de tweede elektrode 4 ontstaat.The figure shows schematically in top view a part of a sensor mat according to the invention. This sensor mat 1 comprises sensor elements 2 distributed regularly over mat 1, wherein each sensor element 2 has a first electrode 3 and a second electrode 4. The two electrodes 3 and 4 co-operate with a resistive layer applied on top of these two electrodes, such that under pressure load the electrical resistance between the two electrodes 3 and 4 changes with respect to the resistance at zero load. As a rule, all of this is designed in such a way that with reduced pressure a reduced resistance is created between the first electrode 3 and the second electrode 4.

De figuur toont inzichtelijk dat de sensorelementen 2 in matrixvorm zijn aangebracht. Deze sensorelementen 2 die, zoals hiervoor genoemd, een eerste elektrode 3, een tweede 15 elektrode 4, en een (niet getoonde) op deze beide elektroden aangebrachte resistieve laag omvatten, zijn op een flexibele drager aangebracht. Dit kan bijvoorbeeld een polyesterfolie zijn of een drager van een ander geschikt materiaal. De figuur toont verder duidelijk dat de sensorelementen 2 die in 20 eenzelfde rij of in eenzelfde kolom zijn geplaatst, telkens één rijelektrode respectievelijk kolomelektrode gemeen hebben, zie bijvoorbeeld de rijelektrode 5 die een aantal eerste elektroden 3 verbindt, en de kolomelektrode 6 die een aantal tweede elektroden 4 verbindt.The figure clearly shows that the sensor elements 2 are arranged in matrix form. These sensor elements 2 which, as mentioned above, comprise a first electrode 3, a second electrode 4, and a resistive layer applied to these two electrodes (not shown) are provided on a flexible support. This can be, for example, a polyester foil or a carrier of another suitable material. The figure further clearly shows that the sensor elements 2 which are placed in the same row or column, each have one row electrode or column electrode in common, see for example the row electrode 5 connecting a number of first electrodes 3, and the column electrode 6 which a number of second electrodes 4.

25 Tevens is uit de figuur inzichtelijk dat iedere rij- elektrode 5 en/of kolomelektrode 6 tussen de sensorelementen 2 een meanderend verloop heeft.It is also clear from the figure that each row electrode 5 and / or column electrode 6 has a meandering course between the sensor elements 2.

Verder kan worden opgemerkt dat de onderscheidenlij-ke elektroden 3 en 4 van de sensorelementen 2 op elkaar op de 30 drager zijn aangebracht, waarbij deze ter vermijding van kortsluiting van elkaar gescheiden zijn door een isolatielaag. Dit is in de figuur niet (duidelijk) getoond, maar is voor de vakman geheel bekend, zodat een nadere toelichting achterwege kan blijven.It can further be noted that the various electrodes 3 and 4 of the sensor elements 2 are arranged on top of each other on the carrier, wherein these are separated from each other by an insulating layer to prevent short-circuiting. This is not (clearly) shown in the figure, but is fully known to those skilled in the art, so that a further explanation can be omitted.

35 Bijzonder is verder dat de resistieve laag van de sensorelementen 2 op de elektroden 3, 4 is aangebracht, waarbij beide elektroden zich te zamen aan dezelfde zijde van de resistieve laag bevinden. Teneinde dit geschikt uit te voe- 4 ren, is de resistieve laag met een lijmlaag op de elektrodenlaag 3, 4 bevestigd, waarbij zich in de lijmlaag ontluch-tingsgaten bevinden. Deze ontluchtingsgaten maken het aandrukken van de resistieve laag op de onderscheidenlijke elek-5 troden 3, 4 van de sensorelementen 2 mogelijk, zodat een gevoelige meting mogelijk is van de tussen deze elektroden 3, 4 door de drukbelasting veroorzaakte weerstandsverandering.It is furthermore special that the resistive layer of the sensor elements 2 is provided on the electrodes 3, 4, wherein both electrodes are together on the same side of the resistive layer. In order to perform this suitably, the resistive layer is attached to the electrode layer 3, 4 with an adhesive layer, with vent holes being present in the adhesive layer. These vent holes allow the resistive layer to be pressed onto the respective electrodes 3, 4 of the sensor elements 2, so that a sensitive measurement of the change in resistance caused by the pressure load between these electrodes 3, 4 is possible.

Ten slotte is het wenselijk dat ieder sensorelement 2 afzonderlijk is voorzien van een relatief star steunvlak 10 ter bevordering van de meting van de drukbelasting ter plaatse van de desbetreffende sensorelementen. Ook dit is voor de vakman verder geheel duidelijk, zodat een nadere toelichting achterwege kan blijven.Finally, it is desirable that each sensor element 2 is separately provided with a relatively rigid support surface 10 for promoting the measurement of the pressure load at the location of the relevant sensor elements. This is also completely clear to those skilled in the art, so that a further explanation can be omitted.

ï ^ . rï ^. r

Claims

Sensor mat (1) for registering a pressure profile, comprising sensor elements (2) arranged distributed over the mat (1), each sensor element (2) having a first (3) and a second electrode (4), which both electrodes co-operate with a resistive layer, such that under pressure load the electrical resistance between the two electrodes changes with respect to the resistance at zero load, wherein the sensor elements (2) are arranged in matrix form on a flexible carrier and wherein the sensor elements (2) ) which are placed in the same row or column, each have one row electrode (5) or column electrode (6) in common, characterized in that each row electrode (5) and / or column electrode (6) between the sensor elements ( 2) has a meandering course.

Sensor mat according to claim 1, characterized in that the electrodes (3, 4) of the sensor elements (2) are arranged on top of each other on the carrier, separated from each other by an insulating layer.

3. Sensor mat according to claim 1 or 2, characterized in that the resistive layer of the sensor elements (2) is arranged on the electrodes (3, 4), both electrodes (3, 4) being located on the same side of the resistive layer.

Sensor mat according to claim 3, characterized in that the resistive layer is attached to the electrode layer (3, 4) with an adhesive layer, and that there are vent holes in the adhesive layer.

5. Sensor mat according to one of the preceding claims, characterized in that each sensor element (2) is provided with a supporting surface separately.