CN105444818A - 一种柔性液体流量监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种柔性液体流量监测装置，属于流体测量技术领域，其包括柔性敷贴，所述柔性敷贴包括柔性传感器、柔性薄膜电源和柔性电路模块；所属柔性敷贴整体呈扁平的带状，并且可包裹在软管上，使所述柔性传感器与软管的外壁面相贴；所述柔性薄膜电源为柔性传感器和柔性电路模块提供电源。本发明利用流体流经软管时，软管管壁会产生微小的膨胀，通过包裹在软管上的柔性敷贴内的高灵敏度的柔性传感器可感知软管管壁因流体经过引起的张力变化，进而可将柔性传感器感应到的张力数据经过相应的柔性电路模块处理后间接得到软管内部流体的流量情况。本发明结构简单，使用方便，只需要将柔性敷贴包裹在软管上即可。

Description

一种柔性液体流量监测装置
技术领域
本发明属于流体测量技术领域，尤其涉及一种柔性液体流量监测装置。
背景技术
流量参数是生物医学分析、工业生产、科学实验和各种经济核算中必需的参数，尤其以液体流量的测量及控制在医学、制药、分析仪器和分子生物学等领域中显得尤为重要。如在生物医学研究中，常常需要观察不同供血量对供血组织器官功能的影响，但长期以来一直缺乏能根据实际需要可以灵活测量和控制血管血流量的仪器设备。此外，血液流量的测量对于检查心血管功能、诊断血管疾病等都有实际价值。再如一个糖尿病患者，希望连续24小时监控胰岛素的注入量并能根据患者体内血糖变化及时调整胰岛素的注入流量，但是目前还没有办法做到。
近些年来，随着精细化工行业和生物医学分析的迅速发展，对细小软管输送微流量液体领域的测量和控制要求越来越高，传统的流量测量装置已很难满足要求。
而本发明的柔性敷贴采用基于纳米材料与柔性仿生传感技术的柔性超薄电子皮肤，具有更好生物相容性、更高的灵敏度和信噪比，以及更好贴附性与使用舒适度。且能把数据无线传送到计算机或其他终端显示设备，可以提供空前大量数据了解健康情况，譬如糖尿病、动脉硬化、老年病等。该敷贴将在细小软管输送液体流量监控领域引起革命化的进展。但本发明的柔性液体流量监测敷贴贴附在胰岛素注射管外表面，24小时连续地按照事先设定的个体化剂量向糖尿病患者体内输注胰岛素，能为糖尿病人提供较之传统方式更适合生理特点的治疗和更高的生活质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供好一种全新的，且结构简单、使用方便的柔性液体流量监测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性液体流量监测装置，包括柔性敷贴，所述柔性敷贴包括柔性传感器、柔性薄膜电源和柔性电路模块；所属柔性敷贴整体呈扁平的带状，并且可包裹在软管上，使所述柔性传感器与软管的外壁面相贴；所述柔性薄膜电源为柔性传感器和柔性电路模块提供电源。
进一步的是：所述柔性传感器为柔性电子皮肤传感器，其包括柔性基底层、敏感层、柔性保护层和电极，所述敏感层至于柔性基底层和柔性保护层之间，所述电极的一端与敏感层电性连接，另一端与柔性电路模块电性连接；当柔性敷贴包裹在软管上时，所述柔性基底层与软管的外壁面相贴。
进一步的是：所述柔性电路模块包括信号处理电路和微型无线传输模块；还包括显示终端，所述显示终端与微型无线传输模块之间通过无线信号传输，所述显示终端可显示监测软管内的流量结果。
进一步的是：所述柔性薄膜电源呈带状，所述柔性传感器固定贴附在柔性薄膜电源上，所述柔性电路模块集成在柔性薄膜电源上。
进一步的是：在带状结构的柔性敷贴的两端设置有连接结构，当柔性敷贴包裹在软管上时，通过所述连接结构将柔性敷贴的两端连接，使柔性敷贴将软管箍紧。
进一步的是：所述连接结构为魔术贴或子母扣。
进一步的是：所述柔性基底层为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚乙烯中的一种或几种组合。
进一步的是：柔性电极的材料为导电高分子、织物或金属。
进一步的是：柔性保护层为聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜或聚乙烯薄膜。
进一步的是：所述敏感层为纳米敏感材料，并具有三维孔状结构。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，使用方便，只需要将柔性敷贴包裹在软管上即可，并且不会对软管原有的结构和连接关系造成影响。本发明利用流体流经软管时，软管管壁会产生微小的膨胀，通过包裹在软管上的柔性敷贴内的高灵敏度的柔性传感器可感知软管管壁因流体经过引起的张力变化，进而可将柔性传感器感应到的张力数据经过相应的柔性电路模块处理后间接得到软管内部流体的流量情况。另外，通过采用柔性电子皮肤传感器，可具有更好生物相容性、更高的灵敏度和信噪比，以及更好贴附性与方便使用性。还可通过设置显示终端，且显示终端与柔性敷贴通过无线信号传输，这样，更便于柔性敷贴安装到待测的软管上以及方便测量人员通过显示终端实时获取流量结果。
附图说明
图1为本发明的三维视图；
图2为本发明的剖视图；
图3为柔性敷贴的主视图；
图4为图3中A-A截面的剖视图；
图5为柔性传感器剖面视图；
图中标记为：柔性敷贴100、柔性传感器110、柔性基底层111、敏感层112、柔性保护层113、电极114、柔性薄膜电源120、柔性电路模块130、软管400、显示终端500、连接结构600。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明中所述的软管400，指的是当软管内流过流体时，流体可对软管400产生一定的张力，并且该张力可导致软管400的管壁发生一定的变形；至于软管400内的流体，理论上为液体或者气体均可，其中以其为液体时测量效果更佳。
如图1至图5中所示，本发明所述的一种柔性液体流量监测装置，包括柔性敷贴100，所述柔性敷贴100包括柔性传感器110、柔性薄膜电源120和柔性电路模块130；所属柔性敷贴100整体呈扁平的带状，并且可包裹在软管400上，使所述柔性传感器110与软管400的外壁面相贴；所述柔性薄膜电源120为柔性传感器110和柔性电路模块130提供电源。
本发明中流体流经软管400时，其管壁会产生微小的膨胀，此时高灵敏度的柔性传感器110能感知软管壁因流体经过而引起的张力变化，柔性传感器110可采集张力变化信号并转换成相应电学信号，柔性电路模块130里的信号处理电路将接收的张力信号进行整形、放大、滤波、A/D转换等处理，再通过集成在柔性电路模块130里的算法把张力的变化换算为数字化的流体流量结果并通过终端设备显示出来。
更具体的，柔性传感器110可采用柔性电子皮肤传感器，其具有更好生物相容性、更高的灵敏度和信噪比，以及更好贴附性与使用舒适度。如附图4中所示，柔性电子皮肤传感器包括柔性基底层111、敏感层112、柔性保护层113和电极114，所述敏感层112至于柔性基底层111和柔性保护层113之间，所述电极114的一端与敏感层112电性连接，另一端与柔性电路模块130电性连接；当柔性敷贴100包裹在软管上时，所述柔性基底层111与软管的外壁面相贴。
其中，所述柔性基底层111可采用乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚乙烯中的一种或几种组合。柔性电极114可采用导电性能较好的高分子、织物或金属材料制成。柔性保护层113可采用聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜或聚乙烯薄膜制成。敏感层112采用纳米敏感材料，并具有三维孔状结构。
另外，当设置有显示终端500时，显示终端可直接集成在柔性敷贴100或者外置。当采用外置显示终端500时，显示终端500可通过有线连接方式或者无线连接方式与柔性敷贴100信号连接；优选在柔性电路模块130中设置微型无线传输模块，这样即可通过无线传输方式与显示终端500进行信号传递，更利于柔性敷贴100的拆装和对显示数据的观测。
本发明中，柔性敷贴100整体呈扁平的带状，其具有一定的柔性和韧性，以便于将柔性敷贴100贴附在软管400的管壁上。具体的，柔性敷贴100可采用如下结构：
第一种，以柔性薄膜电源120为主体，将柔性薄膜电源120设置呈带状，所述柔性传感器110固定贴附在柔性薄膜电源120上，所述柔性电路模块130集成在柔性薄膜电源120上，以此形成柔性敷贴100整体；如图3和图4中所示。
第二种，将柔性传感器110作为主体，将柔性薄膜电源120固定贴附在柔性传感器110上，柔性电路模块130集成在柔性薄膜电源120或者柔性传感器110上，以此形成柔性敷贴100整体；
第三种，增加基层薄膜，然后分别将柔性传感器110、柔性薄膜电源120和柔性电路模块130固定贴附在基层薄膜上，以此形成柔性敷贴100整体。
另外，还可进一步设置连接结构600，连接结构600设置在带状结构的柔性敷贴100的两端，当柔性敷贴100包裹在软管400上时，通过所述连接结构将柔性敷贴100的两端连接，使柔性敷贴100将软管400箍紧。连接结构的具体形式可采用卡口、魔术贴或子母扣等各种结构形式，只要能便于将柔性敷贴100的两端有效连接，并且使柔性敷贴100将软管400箍紧、以防止柔性敷贴滑动，保证柔性传感器110能有效、准确感测结果即可。当然，更简单的方式还可直接采用胶带将柔性敷贴100粘贴在软管400上实现箍紧效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性液体流量监测装置，其特征在于：包括柔性敷贴(100)，所述柔性敷贴(100)包括柔性传感器(110)、柔性薄膜电源(120)和柔性电路模块(130)；所属柔性敷贴(100)整体呈扁平的带状，并且可包裹在软管(400)上，使所述柔性传感器(110)与软管(400)的外壁面相贴；所述柔性薄膜电源(120)为柔性传感器(110)和柔性电路模块(130)提供电源。
2.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述柔性传感器(110)为柔性电子皮肤传感器，其包括柔性基底层(111)、敏感层(112)、柔性保护层(113)和电极(114)，所述敏感层(112)至于柔性基底层(111)和柔性保护层(113)之间，所述电极(114)的一端与敏感层(112)电性连接，另一端与柔性电路模块(130)电性连接；当柔性敷贴(100)包裹在软管上时，所述柔性基底层(111)与软管的外壁面相贴。
3.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述柔性电路模块(130)包括信号处理电路和微型无线传输模块；还包括显示终端(500)，所述显示终端(500)与微型无线传输模块之间通过无线信号传输，所述显示终端(500)可显示监测软管内的流量结果。
4.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述柔性薄膜电源(120)呈带状，所述柔性传感器(110)固定贴附在柔性薄膜电源(120)上，所述柔性电路模块(130)集成在柔性薄膜电源(120)上。
5.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：在带状结构的柔性敷贴(100)的两端设置有连接结构(600)，当柔性敷贴(100)包裹在软管(400)上时，通过所述连接结构将柔性敷贴(100)的两端连接，使柔性敷贴(100)将软管(400)箍紧。
6.如权利要求5所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述连接结构(600)为魔术贴或子母扣。
7.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述柔性基底层(111)为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺和聚乙烯中的一种或几种组合。
8.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：柔性电极(114)的材料为导电高分子、织物或金属。
9.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：柔性保护层(113)为聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜或聚乙烯薄膜。
10.如权利要求1所述的柔性液体流量监测装置，其特征在于：所述敏感层(112)为纳米敏感材料，并具有三维孔状结构。
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