CN103961114B - 一种宫压传感器保护装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宫压传感器保护装置，其特征在于：包括垫片和压片。所述垫片设有垫片第1部分、垫片第2部分和垫片固定部；所述压片设有弹性部分和压片固定部；所述垫片第1部分用于保证宫压传感器在所述垫片内来回沿直线运动；所述垫片第2部分用于限制宫压凸头向内最大位移；所述弹性部分用于保护所述宫压传感器，避免所述宫压传感器承受过载力而损坏。本发明提供的宫压传感器保护装置，结构简单小巧、方便、实用、可行性强，能够很好的保护宫压传感器。

Description

一种宫压传感器保护装置及其方法

技术领域

本发明涉及胎儿监护领域，特别涉及一种宫压传感器保护装置及其方法。

背景技术

压力传感器是宫缩压力监护探头最重要的组成部分。本发明宫缩压力监护探头所用的压力传感器是霍尼韦尔的FSS-SMT系列力传感器，这类压力传感器结构小巧，功耗低，过载压力达44N，非常适合在无线宫缩压力探头中使用。但是具有这类压力传感器的无线宫缩监护探头，使用中容易收到损坏，特别是当宫压凸头受到外部猛烈撞击，就非常容易损坏。

为了解决这一问题，本发明了一种宫缩压力传感器保护装置，保护压力传感器在过载压力时不受损伤。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种宫压传感器保护装置，其特征在于：包括垫片和压片。

所述垫片设有垫片第1部分、垫片第2部分和垫片固定部；所述压片设有弹性部分和压片固定部；

所述垫片第1部分用于保证宫压传感器在所述垫片内来回沿直线运动；所述垫片第2部分用于限制宫压凸头向内最大位移；

所述弹性部分用于保护所述宫压传感器，避免所述宫压传感器承受过载力而损坏；

所述垫片固定部、压片固定部用于将所述压片、宫压传感器、垫片依次固定在宫压探头外壳上。所述宫压凸头是所述宫压探头外壳的一部分，安装后，所述宫压凸头与所述宫压传感器接触。

所述宫压传感器包括传感器体和传感器焊接板，所述传感器体安装在所述传感器焊接板上。

进一步，所述垫片为环状结构，所述宫压传感器嵌入所述垫片内，所述垫片高度小于所述宫压传感器高度；

所述垫片第1部分内环形状及大小与宫压传感器焊接板外部形状及大小相同，所述垫片第1部分内环的高度不小于所述宫压传感器焊接板的高度；

所述垫片第2部分内环大小小于所述宫压探头外壳上的宫压凸头大小。

进一步，所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离范围是：0.2mm～0.4mm。

进一步，所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差等于所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离。

所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分初始形变量为0，所述弹性部分初始承载压力为0。

进一步，所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差不小于所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离。

所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分初始形变量为所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差和所述垫片与所述宫压凸头内表面距离的差值。

进一步，所述弹性部分初始形变量的范围是0～0.5mm。

进一步，所述弹性部分初始承载压力范围为：0～0.4*N_过载。N_过载是所述宫压传感器的过载压力。

进一步，所述弹性部分在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载。

进一步，所述弹性部分最大承受压力与初始承载压力之差不小于10牛顿。

进一步，所述弹性部分为4个相同的弹片，对称分布在所述压片环内，并向内突出以压住所述宫压传感器。所述弹片材料为65Mn弹簧钢，长度为9mm，宽度为2.5mm，厚度为0.4mm。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明宫压传感器保护装置结构小巧、轻便，安装方便，可以有效保护宫压传感器。

2、本发明宫压传感器保护装置设计巧妙，不但可以保护宫压传感器，而且满足临床应用需求，系统误差在可控范围内，可用压力范围不小于10牛顿。

附图说明

图1为实施例1的宫压传感器保护装置组装示意图；

图2为实施例1的宫压传感器保护装置安装后的剖面图；

图3为实施例1的弹性部分的弹力与形变量关系选取示意图；

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

作为本发明的第1个实施例，如图1～2所示，一种宫压传感器保护装置，其特征在于：包括垫片2和压片4。

所述垫片2设有垫片第1部分21、垫片第2部分22和垫片固定部23～26；所述压片4设有弹性部分41～44和压片固定部45～48；

所述垫片第1部分21用于保证宫压传感器3在所述垫片2内来回沿直线运动；所述垫片第2部分22用于限制宫压凸头1向内最大位移；

所述弹性部分41～44用于保护所述宫压传感器3，避免所述宫压传感器3承受过载力而损坏；

所述垫片固定部23～26、压片固定部45～48用于将所述压片2、宫压传感器3、垫片4依次固定在宫压探头外壳上。所述宫压凸头1是所述宫压探头外壳的一部分，安装后，所述宫压凸头1与所述宫压传感器3接触。

所述宫压传感器3包括传感器体32和传感器焊接板31，所述传感器体32安装在所述传感器焊接板31上。

进一步，所述垫片2为环状结构，所述宫压传感器3嵌入所述垫片2内，所述垫片2高度小于所述宫压传感器3高度；所述宫压传感器3在所述垫片2内来回沿直线运动。

所述垫片第1部分21内环形状及大小与传感器焊接板32外部形状及大小相同，所述垫片第1部分21内环的高度H21不小于所述传感器焊接板31的高度H31，即H21≥H31；

所述垫片第2部分22内环大小小于所述宫压探头外壳上的宫压凸头1大小。

需要在此说明的是，本实施例中，所述宫压凸头1与宫压探头外壳为一体化结构，与目前现有技术一样，没有任何改进。为清楚说明本发明技术方案，所述宫压探头外壳未在图1、2中表示。所述宫压凸头1内表面与所述宫压传感器接触，所述宫压凸头1外表面与人体皮肤接触，压力通过所述宫压凸头1传递给所述宫压传感器3。

进一步，所述垫片2和压片4将所述宫压传感器3固定在宫压探头外壳后，所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离范围是：0.2mm～0.4mm。

需要说明的是，本发明为了达到保护宫压传感器的目的，所述压片4弹性部分44～48带来了系统误差。测量时，产妇腹部宫缩压力对宫压凸头产生向内压力，由于弹性部分收到压力形变，所述宫压传感器后缩，导致宫压传感器测量压力与实际宫缩压力存在一定误差。所以，进一步限制所述垫片2与所述宫压凸头1内表面距离L0的范围是为了尽量缩小系统误差。

另一方面，临床使用中，宫缩压力的测量是一个相对值。当绑好宫缩探头时，需要对宫缩压力探头进行校准。所以，本发明带来的测量系统误差在可控范围内，满足临床需求。

进一步，所述宫压传感器3高度H3与所述垫片2高度H2之差等于所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离L0，即H3-H2＝L0。

所述垫片2和压片4将所述宫压传感器3固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分41～44初始形变量ΔX0为0，所述弹性部分初始承载压力为0。

进一步，所述弹性部分41～44在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载。

进一步，所述弹性部分41～44最大承受压力不小于10牛顿。

需要进一步说明的是，设所述弹性部分41～44承受压力F与形变量X的函数关系为F＝F(X)，则在本实施例中，初始状态时，所述弹性部分41～44受到所述宫压传感器3压力初始形变量为ΔX0＝0，则所述弹性部分41～44承受的压力为F(ΔX0)＝0，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3初始所感应的压力为0。即所述宫压传感器3可用压力下限为0，这也是所述宫压传感器3最理想的最小可用压力下限。

当所述宫压凸头1受到外部压力时，所述宫压传感器3即受到所述宫压凸头1的压力，所述宫压传感器3测量记录所受压力；继而所述弹性部分41～44因受到所述宫压传感器3的压力产生形变，设形变量为ΔX，所承受的压力记为F(ΔX)。根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3测量记录的压力即为F(ΔX)；

当所述弹性部分41～44因受到所述宫压传感器3的压力产生的形变量达到L0时，L0为所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离，这是本实施例中所述弹性部分41～44所能产生的最大形变量。此时所述弹性部分41～44承受的压力为F(L0)，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3测量记录的压力为F(L0)。

当所述宫压凸头1受到外部压力大于F(L0)时，超过F(L0)的力被所述垫片2承受，此时所述弹性部分41～44承受的压力还为F(L0)，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3测量记录的压力还为F(L0)。所述宫压传感器3测量的压力与所述宫压凸头1受到外部压力不相等，产生测量压力失真。即所述宫压传感器3最大可能承受的压力为F(L0)，也就是可用压力上限为F(L0)。

所以，一方面为了保护所述宫压传感器3不被超过过载压力损坏，故要求所述宫压传感器3最大可能承受的压力F(L0)不大于N_过载。即所述弹性部分41～44在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载。另一方面为了满足宫压测量范围要求，所述宫压传感器3的可用压力范围应不小于10牛顿。故要求所述宫压传感器3最大可能承受的压力不小于10牛顿。即所述弹性部分41～44在最大形变量时，最大承受压力不小于10牛顿。

进一步，所述弹性部分41～44为4个相同的弹片，对称分布在所述压力4环内，并向内突出以压住所述宫压传感器3。所述弹片材料为65Mn弹簧钢，长度为9mm，宽度为2.5mm，厚度为0.4mm。

需要指出的是，在本实施例中，所述弹性部分41～44的设计，比如材料选择、长度、宽度、高度、数量、分布等，都是先将弹性部分作为一个整体考虑，然后将压力参数平均分摊到每个弹片中，最后利用挠度公式计算所得。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于，所述宫压传感器3高度H3与所述垫片2高度H2之差不小于所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离L0，即H3-H2≥L0。

所述垫片2和压片4将所述宫压传感器3固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分41～44初始形变量ΔX0为所述宫压传感器3高度H3与所述垫片2高度H2之差和所述垫片2与所述宫压凸头1内表面距离L0的差值，即ΔX0＝H3-H2-L0。

需要说明的是，实施例2与实施例1的主要区别在于所述弹性部分41～44初始形变量ΔX0大于0，即初始状态时，所述弹性部分41～44有初始形变，所述宫压传感器3有初始压力。

进一步，所述弹性部分初始形变量的范围是0～0.5mm。

进一步，所述弹性部分初始承载压力范围为：0～0.4*N_过载。N_过载是所述宫压传感器的过载压力。

需要说明的是，实施例1中，由于所述宫压传感器3高度H3与所述垫片2高度H2之差等于所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离L0，所述弹性部分初始形变量为0，所以初始承载压力也为0。这是较为理想的情况，能够充分利用宫压传感器所能提供的压力范围。但在实际应用中，工艺上达不到这么高的要求，所以可设计成所述宫压传感器3高度H3与所述垫片2高度H2之差大于所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离L0，即所述弹性部分初始形变量大于0，所以初始承载压力也大于0。

所以，进一步限制所述弹性部分初始承载压力范围，一方面是考虑工艺上的要求，另一方面是为了尽量充分利用宫压传感器提供的压力范围。

进一步，所述弹性部分在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载。

进一步，所述弹性部分最大承受压力与初始承载压力之差不小于10牛顿。

在本实施例中，初始状态时，所述弹性部分41～44受到所述宫压传感器3压力初始形变量为ΔX0>0，则所述弹性部分41～44承受的压力为F(ΔX0)>0，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3初始所感应的压力大于0。即所述宫压传感器3可用压力下限为F(ΔX0)。这是所述宫压传感器3最理想的最小可用压力下限；

当所述宫压凸头1受到外部压力时，所述宫压传感器3即受到所述宫压凸头1的压力，所述弹性部分41～44因受到所述宫压传感器3的压力产生形变，设形变量为ΔX0+ΔX，所承受的压力记为F(ΔX0+ΔX)。根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3测量记录的压力即为F(ΔX0+ΔX)；

当所述弹性部分41～44因受到所述宫压传感器3的压力产生的形变量达到L0时，L0为所述垫片2与所述宫压凸头1内表面的距离，这是本实施例中所述弹性部分41～44所能产生的最大形变量，此时所述弹性部分41～44承受的压力为F(ΔX0+L0)，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3感应压力为F(ΔX0+L0)。

当所述宫压凸头1受到外部压力大于F(ΔX0+L0)时，超过F(ΔX0+L0)的力被所述垫片2承受，此时所述弹性部分41～44承受的压力还为F(ΔX0+L0)，根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3感应压力还为F(ΔX0+L0)。所述宫压传感器3测量的压力与所述宫压凸头1受到外部压力不相等，产生测量压力失真。所以所述宫压传感器3最大可能承受的压力为F(ΔX0+L0)，也就是可用压力上限为F(ΔX0+L0)。

所以，一方面为了保护所述宫压传感器3不被超过过载压力损坏，故要求所述宫压传感器3最大可能承受的压力F(ΔX0+L0)不大于N_过载。即所述弹性部分41～44在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载；

另一方面为了满足宫压测量范围要求，所述宫压传感器3所能使用的压力范围应不小于10牛顿，故要求所述弹性部分最大承受压力与初始承载压力之差不小于10牛顿。即F(ΔX0+L0)-F(ΔX0)≥10牛顿。

需要指出的是，本发明的主要创新点之一还在于所述弹性部分41～44的选取方法，下面基于实施例2进一步用图3来说明所述弹性部分41～44的选取要求。

如图3所示，所述弹性部分41～44弹力与形变量函数关系示意图。横坐标x为弹性部分形变量，纵坐标F(x)为弹性部分弹力，曲线1～3是3种不同的弹性部分1～3弹力与形变量函数关系图。

假设所述垫片2与宫压探头凸头内表面距离L0保持不变，初始状态时，3种弹性部分初始形变量均为ΔX0＝H3-H2-L0＞0；

由于3种弹性部分的弹力与形变量函数关系不同，3种弹性部分的初始承受压力也不同，分别为F1(ΔX0)、F2(ΔX0)、F3(ΔX0)。根据力的相互作用原理，3种情况下所述宫压传感器3测量的压力分别为F1(ΔX0)、F2(ΔX0)、F3(ΔX0)；

当所述宫压凸头1向内移动至最大位移L0时，所述宫压传感器3受到最大压力，3种弹性部分形变量均为(ΔX0+L0)，所述弹性部分41～44承受的压力分别为F1(ΔX0+L0)、F2(ΔX0+L0)、F3(ΔX0+L0)。根据力的相互作用原理，所述宫压传感器3感应压力分别为F1(ΔX0+L0)、F2(ΔX0+L0)、F3(ΔX0+L0)。

过载力N_过载是所述宫压传感器的固有属性(本实施例选取的宫压传感器过载力为44N)。图中短横线表示了过载力N_过载的位置。为了保护宫压传感器不受到过载力而损坏，当所述宫压凸头1向内移动至最大位置，所述宫压传感器受到的最大压力F(ΔX0+L0)应不大于过载力N_过载。

图3中曲线2对应的传感器承受的最大压力F2(ΔX0+L0)大于过载力N_过载，起不到保护作用，不满足使用要求。

从图3还可看出，使用3种弹性部分时，宫压传感器的可用压力范围分别是(F1(ΔX0)，F1(ΔX0+L0))、(F2(ΔX0)，F2(ΔX0+L0))、(F3(ΔX0)，F3(ΔX0+L0))，为了满足宫压测量范围要求，所述宫压传感器3所能使用的压力范围应不小于10牛顿，所以还须满足F1(ΔX0+L0)-F1(ΔX0)、F2(ΔX0+L0)-F2(ΔX0)、F3(ΔX0+L0)-F3(ΔX0)不小于10牛顿。

根据上述弹性曲线要求，即可选择合适的弹性部分。本实施例所述弹性部分41～44为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何常用的弹性装置，比如弹簧，都应包含在本发明的保护范围之内。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宫压传感器保护装置，其特征在于：包括垫片和压片；

所述垫片设有垫片第1部分、垫片第2部分和垫片固定部；所述压片设有弹性部分和压片固定部；

所述垫片第1部分用于保证宫压传感器在所述垫片内来回沿直线运动；所述垫片第2部分用于限制宫压凸头向内最大位移；

所述弹性部分用于保护所述宫压传感器，避免所述宫压传感器承受过载力而损坏；

所述垫片固定部、压片固定部用于将所述压片、宫压传感器、垫片依次固定在宫压探头外壳上；所述宫压凸头是所述宫压探头外壳的一部分，安装后，所述宫压凸头与所述宫压传感器接触；

所述宫压传感器包括传感器体和传感器焊接板，所述传感器体安装在所述传感器焊接板上。

2.根据权利要求1所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述垫片为环状结构，所述宫压传感器嵌入所述垫片内，所述垫片高度小于所述宫压传感器高度；

所述垫片第1部分内环形状及大小与宫压传感器焊接板外部形状及大小相同，所述垫片第1部分内环的高度不小于所述宫压传感器焊接板的高度；

所述垫片第2部分内环大小小于所述宫压探头外壳上的宫压凸头大小。

3.根据权利要求2所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离范围是：0.2mm～0.4mm。

4.根据权利要求3所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差等于所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离；

所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分初始形变量为0，所述弹性部分初始承载压力为0。

5.根据权利要求3所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差不小于所述垫片与所述宫压凸头内表面的距离；

所述垫片和压片将所述宫压传感器固定在宫压探头外壳后，所述弹性部分初始形变量为所述宫压传感器高度与所述垫片高度之差和所述垫片与所述宫压凸头内表面距离的差值。

6.根据权利要求5所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述弹性部分初始形变量的范围是0～0.5mm。

7.根据权利要求6所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述弹性部分初始承载压力范围为：0～0.4*N_过载；N_过载是所述宫压传感器的过载压力。

8.根据权利要求4或7所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述弹性部分在最大形变量时，最大承受压力不大于N_过载；N_过载是所述宫压传感器的过载压力。

9.根据权利要求8所述的宫压传感器保护装置，其特征在于：所述弹性部分最大承受压力与初始承载压力之差不小于10牛顿。

10.根据权利要求1-7、9任一项所述的宫压传感器保护装置，所述弹性部分为4个相同的弹片，对称分布在所述压片环内，并向内突出以压住所述宫压传感器；所述弹片材料为65Mn弹簧钢，长度为9mm，宽度为2.5mm，厚度为0.4mm。