CN103431848B - 一种便携式无源传感器 - Google Patents

一种便携式无源传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN103431848B
CN103431848B CN201310435729.7A CN201310435729A CN103431848B CN 103431848 B CN103431848 B CN 103431848B CN 201310435729 A CN201310435729 A CN 201310435729A CN 103431848 B CN103431848 B CN 103431848B
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectric membrane
housing
contact
pulse
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310435729.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103431848A (zh
Inventor
曹金平
陈岩
何国祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201310435729.7A priority Critical patent/CN103431848B/zh
Publication of CN103431848A publication Critical patent/CN103431848A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103431848B publication Critical patent/CN103431848B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本发明公开了一种便携式无源传感器;属于脉搏传感器技术领域;其技术要点包括导电金属材质制成的壳体,在壳体内设有压电薄膜,所述压电薄膜的中部呈拱形结构,所述壳体内设有与压电薄膜中部的拱形结构相适应的拱形震动行程腔,所述压电薄膜中部的拱形结构外端与拱形震动行程腔内壁之间形成震动空间;在压电薄膜外侧设有脉搏触头,所述脉搏触头其中一端面设有与压电薄膜相适应的拱形凸块,所述压电薄膜与脉搏触头相对的两个端面紧密贴合,在壳体上设有与脉搏触头相适应的触头伸出孔,所述脉搏触头与人体相接触;所述压电薄膜的负极与壳体连接,所述压电薄膜的正极通过导电板与外部数据收集仪器连接;本发明旨在提供一种结构合理、体积小且携带方便的便携式无源传感器;用于人体监测。

Description

一种便携式无源传感器
技术领域
本发明涉及一种无源传感器,更具体地说,尤其涉及一种体积小的便携式无源传感器。
背景技术
脉搏波是人体心血管系统的重要参数之一。当心脏周期性的收缩和舒张时,心室射入主动脉的血流将以波的形式自主主动根部出发沿动脉管系传播,这种波就是脉搏波。脉搏波在动脉管系中传输,并在下游不同位置的各级分支中不断反射,使脉搏波不仅要受到心脏本身的影响,同时还会受到流经各级动脉及分支中各种生理病理因素如血管阻力、血管壁弹性和血液黏性等的影响,因而从下游外周动脉反射回来的反射波强度和波形随不同的生理病理因素变化将会有很大差异。因此从脉搏波中提取人体的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。
现有技术中,使用压电材料制作的装置,通过机械能向电能的转换将脉搏波转换为电压输出,是最常见的脉搏波测量方法,以压电传感器测定动脉压力变动是公知技术。其实现方式为通过将压电式传感器单元放置人体动脉表面上,通过感受动脉带来张力变化来测定血管内的压力状态。动脉直径通常为1.2mm-2.4mm,为了能够精确的检查到动脉引起的压力变化,需要将传感器尽量覆盖在动脉的上方。
在传统的脉搏波检测中,干扰与舒适度常常是一个主要问题。为满足在生活场合中进行连续监测,功耗也是一个主要问题。
传统上基于机械能检测的脉搏波传感器要求被检测者采取特定姿态,并采取紧压的方式,以克服干扰信号,满足血流压力可以被清晰的传导和识别。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种结构合理、体积小且携带方便的便携式无源传感器。
本发明的技术方案是这样实现的:一种便携式无源传感器,其中包括导电金属材质制成的壳体,在壳体内设有压电薄膜,所述压电薄膜的中部呈拱形结构,所述壳体内设有与压电薄膜中部的拱形结构相适应的拱形震动行程腔,所述压电薄膜中部的拱形结构外端与拱形震动行程腔内壁之间形成震动空间;在压电薄膜外侧设有脉搏触头,所述脉搏触头其中一端面设有与压电薄膜相适应的拱形凸块,所述压电薄膜与脉搏触头相对的两个端面紧密贴合,在壳体上设有与脉搏触头相适应的触头伸出孔,所述脉搏触头与人体相接触;所述压电薄膜的负极与壳体连接,所述压电薄膜的正极通过导电板与外部数据收集仪器连接。
上述的一种便携式无源传感器中,所述的壳体由相互配合的上壳和下壳组成;所述压电薄膜和脉搏触头通过上壳和下壳配合夹紧贴合连接。
上述的一种便携式无源传感器中,所述压电薄膜由PVDF膜及设置在PVDF膜两侧的正极涂层和负极涂层组成,所述负极涂层设置在PVDF膜与脉搏触头相接触的端面上,并且所述压电薄膜拱形结构其中一侧的PVDF膜设有弯折部,所述负极涂层延伸覆盖在弯折部表面,所述弯折部上的负极涂层与壳体贴合连接;所述正极涂层设置在PVDF膜与拱形震动行程腔对应的端面上,所述压电板夹设在压电薄膜远离弯折部的一侧与壳体之间,所述正极涂层延伸至与导电板相接触;所述导电板侧边的壳体上设有导线伸出孔。
上述的一种便携式无源传感器中,所述的脉搏触头由硅胶固定平台和设置在硅胶固定平台其中一端面的硅胶触头组成,所述拱形凸块设置在硅胶固定平台另一侧端面上。
上述的一种便携式无源传感器中,所述硅胶触头位于壳体外部分的高度为3~5mm。
上述的一种便携式无源传感器中,所述硅胶触头与人体相接触的端部为弧形结构。
上述的一种便携式无源传感器中,所述的壳体、压电薄膜及脉搏触头上设有相互对应的若干定位孔,所述壳体、压电薄膜及脉搏触头通过紧固件穿过定位孔固定连接。
本发明采用上述结构后,使用金属外壳形成屏蔽腔体,使用柔性材料制成的脉搏触头感知和传递微压力信号并传递到压电薄膜,带拱形结构的压电薄膜在屏蔽腔体的拱形震动行程腔预留的震动空间中进行微位移并输出电信号,从而完成微压力引发的机械能到电能的转换过程。
使本发明相对于现有技术,具有下述的优点:
(1)硅胶触头的弧形接触端,能够很好地接收脉搏震动信号,并利用硅胶固定平台底部的硅胶脉搏震动传递面,将脉搏震动信号完全传递到压电薄膜上,从而提高了传感器的灵敏度,实现微压力传导和捕获的高灵敏度。
(2)带拱形结构的压电薄膜负极通过金属外壳与皮肤的接触形成接地,去除了负极导线的引出,减小了传感器的尺寸和结构的复杂度。
(3)压电薄膜在可以在震动空间中微位移,从而提高压电薄膜的变形程度,并因之提高电荷的产生数量,放大输出电压的变化范围,并使该传感器灵敏度大为提高。
(4)无源结构,使得本传感器的功耗极低。
(5)通过壳体、脉搏触头和压电薄膜的巧妙结构,可实现压电传感器的高可靠性、高灵敏度及佩戴的舒适性。并且,本发明具有体积小、抗冲击性能良好、重量轻、结构简单、成本低的优点,易于实现舒适的、可伸展的、工业化的及其它混合传感器的混合设计。
(6)本发明尤其适用于便携式设备,或对传感器尺寸及长期功耗敏感的使用场合。本发明应用领域包括对如心血管系统等人体体征的监测,也包括对任何存在微震动/冲击特征的领域的监测,如电子听诊器、骨导拾音器,脉搏监测仪等多种需要同时兼备灵敏性、便携性、高频带的应用领域。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明,但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的分解结构示意图;
图2是本发明压电薄膜的结构示意图。
图中:壳体1、触头伸出孔1a、上壳1b、下壳1c、导线伸出孔1d、压电薄膜2、PVDF膜2a、正极涂层2b、负极涂层2c、弯折部2d、拱形震动行程腔3、脉搏触头4、拱形凸块4a、硅胶固定平台4b、硅胶触头4c、导电板5。
具体实施方式
参阅图1和图2所示,本发明的一种便携式无源传感器,包括导电金属材质制成的壳体1,金属壳体可以有效屏蔽外部信号干扰,壳体1由相互配合的上壳1b和下壳1c组成,方便拆装,在壳体1内设有压电薄膜2,所述压电薄膜2的中部呈拱形结构,所述壳体1内设有与压电薄膜2中部的拱形结构相适应的拱形震动行程腔3,所述压电薄膜2中部的拱形结构外端与拱形震动行程腔3内壁之间形成震动空间; 在压电薄膜2外侧设有脉搏触头4,所述脉搏触头4其中一端面设有与压电薄膜2相适应的拱形凸块4a,所述压电薄膜2与脉搏触头4相对的两个端面紧密贴合,紧密的贴合可以使脉搏震动信号完全传递到压电薄膜2上,以提高传感器的灵敏度。在本实施例中,在金属外壳的拱形震动行程腔3内壁与脉搏触头4的拱形凸块4a外端面之间保留1mm空隙,用于压电薄膜2进行微位移。在壳体1上设有与脉搏触头4相适应的触头伸出孔1a,所述脉搏触头4与人体相接触;所述压电薄膜2的负极与壳体1连接,所述压电薄膜2的正极通过导电板5与外部数据收集仪器连接。同时,所述压电薄膜2和脉搏触头4通过上壳1b和下壳1c配合夹紧贴合连接,这样可以使整个传感器结构稳固,使检测更加灵敏、准确。本实施例中的壳体1、压电薄膜2及脉搏触头4上设有相互对应的若干定位孔,所述壳体1、压电薄膜2及脉搏触头4通过紧固件穿过定位孔固定连接。紧固件穿过各定位孔,可以有效防止各部件在检测时出现平行检测面方向的位移,进一步保证检测的准确性。
具体地,本实施例中所述压电薄膜2由PVDF膜2a及设置在PVDF膜2a两侧的正极涂层2b和负极涂层2c组成,所述负极涂层2c设置在PVDF膜2a与脉搏触头4相接触的端面上,并且所述压电薄膜2拱形结构其中一侧的PVDF膜2a设有弯折部2d,所述负极涂层2c延伸覆盖在弯折部2d表面,所述弯折部2d上的负极涂层2c与壳体1贴合连接;所述正极涂层2b设置在PVDF膜2a与拱形震动行程腔3对应的端面上,所述压电板5夹设在压电薄膜2远离弯折部2d的一侧与壳体1之间,所述正极涂层2b延伸至与导电板5相接触;所述导电板5侧边的壳体1上设有导线伸出孔1d。
进一步地,本实施例中所述的脉搏触头4由硅胶固定平台4b和设置在硅胶固定平台4b其中一端面的硅胶触头4c组成,所采用硅胶材料的硬度为40度至50度。所述拱形凸块4a设置在硅胶固定平台4b另一侧端面上。同时,所述硅胶触头4c位于壳体1外部分的高度为3~5mm。所述硅胶触头4c与人体相接触的端部为弧形结构,该弧形结构的弧形凸起面的中心点高度为1.0mm至1.5mm。合理的高度,在精确检测人体脉搏的同时,可以使配戴者感觉舒适。
    使用时,将本发明的传感器组件通过外部固定装置固定在人体相应的部位上,调整好硅胶触头4c的位置,连接外部数据收集仪器,即可进行数据的收集。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式,仅用来方便说明本发明,并非对本发明作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,若在不脱离本发明所提技术特征的范围内,利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例,并且未脱离本发明的技术特征内容,均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种便携式无源传感器,其特征在于,包括导电金属材质制成的壳体(1),在壳体(1)内设有压电薄膜(2),所述压电薄膜(2)的中部呈拱形结构,所述壳体(1)内设有与压电薄膜(2)中部的拱形结构相适应的拱形震动行程腔(3),所述压电薄膜(2)中部的拱形结构外端与拱形震动行程腔(3)内壁之间形成震动空间;在压电薄膜(2)外侧设有脉搏触头(4),所述脉搏触头(4)其中一端面设有与压电薄膜(2)相适应的拱形凸块(4a),所述压电薄膜(2)与脉搏触头(4)相对的两个端面紧密贴合,在壳体(1)上设有与脉搏触头(4)相适应的触头伸出孔(1a),所述脉搏触头(4)与人体相接触;所述压电薄膜(2)的负极与壳体(1)连接,所述压电薄膜(2)的正极通过导电板(5)与外部数据收集仪器连接;所述压电薄膜(2)由PVDF膜(2a)及设置在PVDF膜(2a)两侧的正极涂层(2b)和负极涂层(2c)组成,所述负极涂层(2c)设置在PVDF膜(2a)与脉搏触头(4)相接触的端面上,并且所述压电薄膜(2)拱形结构其中一侧的PVDF膜(2a)设有弯折部(2d),所述负极涂层(2c)延伸覆盖在弯折部(2d)表面,所述弯折部(2d)上的负极涂层(2c)与壳体(1)贴合连接;所述正极涂层(2b)设置在PVDF膜(2a)与拱形震动行程腔(3)对应的端面上,所述导电板(5)夹设在压电薄膜(2)远离弯折部(2d)的一侧与壳体(1)之间,所述正极涂层(2b)延伸至与导电板(5)相接触;所述导电板(5)侧边的壳体(1)上设有导线伸出孔(1d)。
2.根据权利要求1所述的一种便携式无源传感器,其特征在于,所述的壳体(1)由相互配合的上壳(1b)和下壳(1c)组成;所述压电薄膜(2)和脉搏触头(4)通过上壳(1b)和下壳(1c)配合夹紧贴合连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式无源传感器,其特征在于,所述的脉搏触头(4)由硅胶固定平台(4b)和设置在硅胶固定平台(4b)其中一端面的硅胶触头(4c)组成,所述拱形凸块(4a)设置在硅胶固定平台(4b)另一侧端面上。
4.根据权利要求3所述的一种便携式无源传感器,其特征在于,所述硅胶触头(4c)位于壳体(1)外部分的高度为3~5mm。
5.根据权利要求3或4所述的一种便携式无源传感器,其特征在于,所述硅胶触头(4c)与人体相接触的端部为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的一种便携式无源传感器,其特征在于,所述的壳体(1)、压电薄膜(2)及脉搏触头(4)上设有相互对应的若干定位孔,所述壳体(1)、压电薄膜(2)及脉搏触头(4)通过紧固件穿过定位孔固定连接。
CN201310435729.7A 2013-09-22 2013-09-22 一种便携式无源传感器 Expired - Fee Related CN103431848B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310435729.7A CN103431848B (zh) 2013-09-22 2013-09-22 一种便携式无源传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310435729.7A CN103431848B (zh) 2013-09-22 2013-09-22 一种便携式无源传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103431848A CN103431848A (zh) 2013-12-11
CN103431848B true CN103431848B (zh) 2015-10-21

Family

ID=49685643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310435729.7A Expired - Fee Related CN103431848B (zh) 2013-09-22 2013-09-22 一种便携式无源传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103431848B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017070630A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社デンソー 血圧測定装置
CN105726037A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 德清县德意电脑有限公司 一种改进结构的心冲击图信号采集系统
CN105726036A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 德清县德意电脑有限公司 一种心冲击图信号采集系统
CN111513693A (zh) * 2020-04-28 2020-08-11 汕头大学医学院 微型人体生命体征的综合监测仪
CN113721291A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 北京大学深圳研究生院 一种集成的地声传感系统和方法
CN114431840A (zh) * 2022-04-08 2022-05-06 北京大学深圳研究生院 一种脉搏采集装置、脉搏采集方法和系统
CN114431839A (zh) * 2022-04-08 2022-05-06 北京大学深圳研究生院 一种压电式脉搏传感器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945248A (zh) * 2006-10-31 2007-04-11 北京信息工程学院 脉动压力传感器
CN101474067A (zh) * 2008-12-26 2009-07-08 东南大学 测量脉搏的pvdf阵列触觉传感器
CN201514275U (zh) * 2009-10-10 2010-06-23 精量电子(深圳)有限公司 一种高灵敏度接触式振动监测压电传感器
CN103222859A (zh) * 2013-04-02 2013-07-31 上海道生医疗科技有限公司 脉搏跳动血压波强度传感器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6918879B2 (en) * 2000-10-09 2005-07-19 Healthstats International Pte. Ltd. Method and device for monitoring blood pressure
KR101504047B1 (ko) * 2011-03-02 2015-03-18 상하이 다오솅 메디컬 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 맥동혈압파강도 및 맥관너비 측량용 센서

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1945248A (zh) * 2006-10-31 2007-04-11 北京信息工程学院 脉动压力传感器
CN101474067A (zh) * 2008-12-26 2009-07-08 东南大学 测量脉搏的pvdf阵列触觉传感器
CN201514275U (zh) * 2009-10-10 2010-06-23 精量电子(深圳)有限公司 一种高灵敏度接触式振动监测压电传感器
CN103222859A (zh) * 2013-04-02 2013-07-31 上海道生医疗科技有限公司 脉搏跳动血压波强度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN103431848A (zh) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103431848B (zh) 一种便携式无源传感器
CN103462595B (zh) 一种便携式传感器组件
CN202619644U (zh) 一种具有检测人体生命体征功能的衣物
CN108968929A (zh) 脉搏检测装置及其制作方法
CN100584276C (zh) 一种电子听诊装置
CN107260206B (zh) 基于mems声传感原理的电子式听诊器
CN204520675U (zh) 一种腕式运动与健康管理手表
CN102293640A (zh) 血氧、血压和心电测量一体机
CN103622688A (zh) 一种可贴式心电、心阻抗集成监测传感器
CN106361299B (zh) 一种三重薄膜心血管检测传感器
CN203447277U (zh) 一种腕带式脉搏传感器
CN103932685B (zh) 用于检测人体节律振动的传感器
CN104257362A (zh) 用于人体生理信号的监护系统
CN111449637A (zh) 一种动静脉内瘘血管的评价系统及方法
CN107334467A (zh) 血压检测手表
CN110251108A (zh) 基于心电和脉搏波声信号的血压测量装置
CN102247130A (zh) 一种压电血压传感器
CN209252845U (zh) 脉搏检测装置
CN203815439U (zh) 一种用于检测人体节律振动的传感器
CN203619542U (zh) 一种超薄型脉搏传感器
CN108542377A (zh) 一种基于pvdf压电传感器测量脉搏心率的检测设备
CN111358447A (zh) 一种脉搏压力及心电监测贴
CN205107655U (zh) 一种监测血压血氧心电的智能腕表
CN203483405U (zh) 便携式无源传感器
CN105212916A (zh) 一种监测血压血氧心电的智能腕表

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: 300457 E8305, Binhai Financial Street, 20 East Square Road, Binhai New Area Development Zone, Tianjin, China

Applicant after: TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 300457 No. 1, building 19, Xin Huan Xi Road, Tianjin Binhai New Area Development Zone, 1701-6

Applicant before: TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Binhai Economic and Technological Development Zone of Tianjin City West 300457 ring Letter No. 19 TEDA Service Outsourcing Industry Park Building No. 1 Tianjin 1401-2 Purenwanhe Information Technology Co. Ltd.

Applicant after: TIANJIN PUREN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 300457 E8305, Binhai Financial Street, 20 East Square Road, Binhai New Area Development Zone, Tianjin, China

Applicant before: TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: TIANJIN ONEHAL INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD. TO: TIANJIN PUREN WANHE INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151021