CN106361299A - 一种三重薄膜心血管检测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗仪器技术领域，尤其涉及一种由硅凝胶薄膜、探头薄膜和PVDF压电薄膜组成的心血管检测传感器，包括壳体，所述壳体为空腔结构，还包括黄铜衬套，该壳体和黄铜衬套之间通过绝缘粘胶固定，该黄铜衬套上表面粘贴有应力声学介质传递单元，应力声学介质传递单元表面覆盖探头薄膜，该探头薄膜表面黏贴一层硅凝胶薄膜，所述黄铜衬套下表面粘贴PVDF压电薄膜，所述电路板通过有线或者无线的方式将信号传送到上位机。本发明灵敏度高，频率响应范围广、抗干扰能力强、灵敏度好、响应速度快等优点，能够准确有效的测量人体的血压和舒张压，为预防心血管疾病提供了一项有效的技术措施，具有极高的运用价值。

Description

一种三重薄膜心血管检测传感器

技术领域

本发明涉及医疗仪器技术领域，尤其涉及一种由硅凝胶薄膜、探头薄膜和PVDF压电薄膜组成的心血管检测传感器。

背景技术

传统切脉是一种中医脉搏诊断技术，两千多年来，中医在诊断方面积累了丰富的经验。这种技术具有低成本和方便等特点，但需要医生进行长期和复杂的训练。由于其过分依靠医生的临床经验和主观判断，这种人为因数对结果有重大的影响。脉搏信号能够很好的反应心血管健康的状况，并且心血管疾病的细小变化还能体现在波形特征信息中。作为众多生理信号中的一类，脉搏信号历来被中外医学界从中提取有用的生理病理信息作为临床诊断和治疗的依据。脉搏的生理信号作为早期代谢失调的标志，对人们早期的心血管疾病和动脉硬化预防有着重要的意义。

目前，运用于测量脉搏波的传感器有红外脉搏传感器、光电脉搏传感器等。红外脉搏传感器和光电脉搏传感器两者都具有结构简单、牢固可靠等优点，但红外脉搏传感器的接受管信号比较微弱在检测的过程中经常导致信号的丢失，光电脉搏传感器在光电转化过程中信号容易受到外界电信号的干扰，导致测量的脉搏不准确。

CN101474067中公开一种“测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器”，其采用平面结构形式不能得到准确、稳定的脉搏信号。

CN103340615A中公开一种“血压传感器”，仅有平面结构高分子压电薄膜结构没有弹性体不能获得准确稳定的脉搏信号。

因此，发明一种柔性、化学性质稳定、响应速度快、灵敏度高、线性度优良的传感器是非常必要的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电缆相序测定装置，具体技术方案如下：

一种三重薄膜心血管检测传感器，包括壳体，所述壳体为空腔结构，还包括黄铜衬套，该壳体端部两端呈L型台阶用以支撑黄铜衬套，该壳体和黄铜衬套之间通过绝缘粘胶固定，该黄铜衬套上表面粘贴有应力声学介质传递单元，应力声学介质传递单元表面覆盖探头薄膜，该探头薄膜表面黏贴一层硅凝胶薄膜，所述黄铜衬套下表面粘贴PVDF压电薄膜，在PVDF压电薄膜下方设有电路板且该电路板通过第一空心导柱和第二空心导柱固定在壳体上，所述壳体对应第一空心导柱和第二空心导柱的位置设有第一穿线孔和第二穿线孔，所述电路板通过有线或者无线的方式将信号传送到上位机。

进一步的，所述硅凝胶薄膜由高活性吸附材料制成，所述探头薄膜由超磁致伸缩材料制成，所述应力声学介质传递单元由硅橡胶材料制成。

进一步的，为了提高了传感器的灵敏度，所述硅凝胶薄膜和探头薄膜表面呈为球面形状，可以承受较大外力的同时还对微弱的脉搏伸缩信号反应灵敏，硅凝胶薄膜覆盖在探头薄膜的表面使探头薄膜免受潮湿和灰尘得影响。

进一步的，锂电池电源输入线穿过第一穿线孔与电路板连接，经A/D转化模块转化的电信号经输出线与上位机有线或者无线连接。

进一步的，所述PVDF压电薄膜包括上方的负极铜片和下方的正极铜片以及中间的由PVDF材料制成的夹层。

进一步的，所述电路板包括信号调制模块、A/D转化模块和蓝牙模块，所述信号调制模块连接A/D转化模块,所述A/D转化模块通过蓝牙模块或者信号线连接上位机。

需要说明的是，上述方案中三重薄膜心血管传感器将探头薄膜与人体的动脉接触，当动脉伸缩时探头薄膜感应到信号并将信号传递到应力声学介质传递单元并发生变形，该形变导致下方的PVDF压电薄膜形变，使其产生的电荷变化转化成电信号，该信号经过信号调制模块处理后，经A/D转化后通过蓝牙模块或者信号线将信号传送到上位机中，采样人体的脉搏波信号经过数据处理后显示人体的血压和舒张压。在检测的过程中，通过无线传输相关的信号，不受时间、地点、场合等外界因素的影响与限制，能够满足被检测者自动活动的需要。这种检测传感器能够进行实时检测、采集并且发送人体生理参数，使生理信息在家庭环境下客观、定量的检测，对心血管疾病的预防有着重要的意义。

上述方案中穿线孔的用途在于：经过A/D转化后的电信号可以选择通过蓝牙模块与上位机无线通信或者电信号的传输线穿过穿线孔与上位机进行有线通信；为锂电池进行充电的电源线可通过穿线孔到达电路板中。

上述方案中硅凝胶薄膜是一种高活性吸附材料，无毒无味、内应力比较小、化学性质稳定、具有一定的弹性，用于密封和保护传感器的探头薄膜免受潮湿和灰尘得影响；探头薄膜是一种超磁致伸缩材料其稳定性、灵敏度、精确度高；应力声学介质传递单元采用硅橡胶材料制成其频率的响应范围广；PVDF压电薄膜采用PVDF材料其具有机械强度高、柔性好、耐冲击、响应速度快、响应灵敏度高等特性。探头薄膜做成拱形的结构提高了传感器的灵敏度，可以承受较大外力的同时还对微弱的脉搏伸缩信号反应灵敏。

有益效果：

本发明提供一种三重薄膜心血管检测传感器，与现有技术相比，本发明所提供的三重薄膜心血管检测传感器灵敏度高，频率响应范围广、抗干扰能力强、灵敏度好、响应速度快等优点，能够准确有效的测量人体的血压和舒张压，为预防心血管疾病提供了一项有效的技术措施，具有极高的运用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中PVDF压电薄膜平面示意图；

图3是本发明中电路板的结构示意图；

图4是本发明中各传感器检测流程示意图。

附图标记如下：

1、电源输入线；2、第一穿线孔；3、第一空心导柱；4、信号输出线；5、第二穿线孔；6、第二空心导柱；7、壳体；8、电路板；9、第一导线；10、PVDF压电薄膜；11、第一绝缘粘胶；12、黄铜衬套；13、硅凝胶薄膜；14、第二绝缘粘胶；15、探头薄膜；16、应力声学介质传递单元；17、第二导线；18、壳体空腔；801、集成电路芯片；802、锂电池；803、信号调制模块；804、A/D转化模块；805、蓝牙模块；806、天线；1001、正极铜片；1002、PVDF材料；1003、负极铜片；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一度详细说明。

参照附图1，本发明所公开的一种三重薄膜心血管检测传感器，主要用于测量血压和心脏的舒张压。壳体7端部两端做成L型台阶结构用以支撑黄铜衬套12，并在壳体7和黄铜衬套12之间用绝缘粘胶12和绝缘粘胶13将黄铜衬套12牢牢的固定在壳体7两端的台阶上。黄铜衬套12上表面粘贴有应力声学介质传递单元16，应力声学介质传递单元16表面覆盖探头薄膜15并在其表面黏贴一层硅凝胶薄膜13，黄铜衬套12下表面粘贴PVDF压电薄膜10。在位于所述壳体空腔结构18内部的PVDF压电薄膜下方具有电路板8并用第一空心导柱3和第二空心导柱6将其固定。在第一空心导柱3和第二空心导柱6下方分别对应着穿线孔1和穿线孔4。由于硅凝胶薄膜13的作用是保护传感器探头薄膜15免受潮湿汗液和灰尘得影响，对感应人体脉搏伸缩信号没有影响，在下文采集信号过程中不在阐述。

参照图1和图2，探头薄膜15直接与人体的受试部位相接触，当人体的动脉伸缩时探头薄膜15感应到伸缩信号，将信号传递到下方的应力声学传递单元16，应力声学传递16发生形变，该形变导致位于其下部的PVDF压电薄膜10也发生形变，称此过程为“采样信号”，其过程中PVDF压电薄膜10中的PVDF材料1002发生形变而导致电荷的变化，用导电胶将PVDF压电薄膜10与表面的正极铜片1001和负极铜片1002粘合，用热点焊方法焊接第一导线9和第二导线17并将其引出，其中第一导线9和正极铜片1001焊接，第二导线17和负极铜片1002焊接，第一导线9和第二导线17连接至电路板8中信号调制模块803上，而电路板8位于壳体空腔18结内部的PVDF薄膜10的下方。

参照图1和图3，电荷变化的信号在信号调制模块803中进行电荷的放大电路、电压的放大电路、低通的滤波电路、电压的抬升电路等处理后，以一个放大稳定的信号传送到A/D转化模块中最终以数字量的信号输出，通过蓝牙模块805以无线的方式将数字量信号传送到上位机中或者通过信号输出线4以有线的方式将数字量信号传送到上位机中。在电路板8中集成电路芯片801具有体积轻、稳定状态好等优点，锂电池802为整个电路板8提供电源支持且通过电源输入线1为其充电，天线806是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件，目前技术无法将天线整合到蓝牙模块的芯片中，因此，天线806在电路板8中单独存在。

参照图1和图4，探头薄膜15做成拱形的结构提高了传感器的灵敏度，可以承受较大外力的同时还对微弱的脉搏伸缩信号反应灵敏。当采样信号完成时，把信号传输到信号调制模块中803，进行一定的处理后经A/D转化模块转化成电信号由蓝牙模块805传送或者信号输出线4传送到上位机中，采样人体的脉搏波的波形并进行相应的数据处理后，在上位机中显示人体的血压和心脏的舒张压。

综上所述，与现有技术相比，本发明所提供的三重薄膜心血管检测传感器灵敏度高，频率响应范围广、抗干扰能力强、灵敏度好、响应速度快等优点，能够准确有效的测量人体的血压和舒张压，为预防心血管疾病提供了一项有效的技术措施，具有极高的运用价值

本以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种三重薄膜心血管检测传感器，包括壳体，所述壳体为空腔结构，其特征在于，还包括黄铜衬套，该壳体端部两端呈L型台阶用以支撑黄铜衬套，该壳体和黄铜衬套之间通过绝缘粘胶固定，该黄铜衬套上表面粘贴有应力声学介质传递单元，应力声学介质传递单元表面覆盖探头薄膜，该探头薄膜表面黏贴一层硅凝胶薄膜，所述黄铜衬套下表面粘贴PVDF压电薄膜，在PVDF压电薄膜下方设有电路板且该电路板通过第一空心导柱和第二空心导柱固定在壳体上，所述壳体对应第一空心导柱和第二空心导柱的位置设有第一穿线孔和第二穿线孔，所述电路板通过有线或者无线的方式将信号传送到上位机。

2.如权利要求1所述的三重薄膜心血管传感器，其特征在于，所述硅凝胶薄膜由高活性吸附材料制成，所述探头薄膜由超磁致伸缩材料制成，所述应力声学介质传递单元由硅橡胶材料制成。

3.如权利要求1所述的三重薄膜心血管传感器，其特征在于，为了提高了传感器的灵敏度，所述硅凝胶薄膜和探头薄膜表面呈为球面形状，可以承受较大外力的同时还对微弱的脉搏伸缩信号反应灵敏，硅凝胶薄膜覆盖在探头薄膜的表面使探头薄膜免受潮湿和灰尘得影响。

4.如权利要求1所述的三重薄膜心血管传感器，其特征在于，锂电池电源输入线穿过第一穿线孔与电路板连接，经A/D转化模块转化的电信号经输出线与上位机有线或者无线连接。

5.如权利要求1所述的三重薄膜心血管传感器，其特征在于，所述PVDF压电薄膜包括上方的负极铜片和下方的正极铜片以及中间的由PVDF材料制成的夹层。

6.如权利要求1所述的三重薄膜心血管传感器，其特征在于，所述电路板包括信号调制模块、A/D转化模块和蓝牙模块，所述信号调制模块连接A/D转化模块,所述A/D转化模块通过蓝牙模块或者信号线连接上位机。