CN106901715A - 生理信号采集传感带及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生理信号采集传感带及其应用。其中，生理信号采集传感带包括：摩擦发电机：摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，绝缘层包覆在摩擦发电机的外表面；屏蔽层，屏蔽层包覆在绝缘层的外表面；封装层，封装层包覆在屏蔽层的外表面；以及输出电极，输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，第一引出电极穿入绝缘层、屏蔽层和封装层并与第一电极层相连，第二引出电极穿过封装层与屏蔽层相连，或穿过绝缘层、屏蔽层和封装层并与屏蔽层和第二电极层相连。当产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，使传感带输出信号的幅值增大。
Description
技术领域
本方案涉及摩擦电传感技术领域，具体地，涉及生理信号采集传感带及其应用，更具体地，涉及生理信号采集传感带、生理监测系统、生理监测床垫和生理监测枕头。
背景技术
基于摩擦发电机的生理信号监测传感带已被应用于人体生理信号的采集与监测，如心跳、呼吸等。摩擦发电机中构成摩擦界面的两个摩擦层不断发生接触分离，产生感应电荷，改变了两输出电极之间的电容，使两电极间产生电势差，当与外电路接通时，以交流的脉冲电的形式输出。但由于心跳、呼吸等人体活动幅度较小，从而作用在摩擦发电机上的力较小，导致摩擦发电机的输出信号小，不易识别、分析和处理。
由此，基于摩擦发电机的生理信号监测传感带有待改进。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种生理信号采集传感带，该生理信号采集传感带通过在摩擦发电机的第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层间设置了一层增强层，当第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层之间的摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种生理信号采集传感带。根据本发明的实施例，该生理信号采集传感带包括：摩擦发电机：所述摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，所述绝缘层包覆在所述摩擦发电机的外表面；屏蔽层，所述屏蔽层包覆在所述绝缘层的外表面；封装层，所述封装层包覆在所述屏蔽层的外表面；以及输出电极，所述输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极穿入所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述第一电极层相连，所述第二引出电极穿过所述封装层与所述屏蔽层相连，或所述第二引出电极穿过所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述屏蔽层和所述第二电极层相连。
根据本发明实施例的生理信号采集传感带，在摩擦发电机的第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层间设置了一层增强层，当第二电极层与第一高分子聚合物绝缘层之间的摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。同时，绝缘层和屏蔽层实现了自防潮和自屏蔽的功能，这不仅增加了其输出电信号的稳定性，同时还延长了使用寿命。并且，该生理信号采集传感带的成本低、结构简单、信号敏感度高、稳定性好。
进一步说明的是，本发明实施例的生理信号采集传感带是基于摩擦发电机的原理制成的。该生理信号采集传感带不仅可用于监测人体呼吸、心跳的频率和/或波形，还可同时检测其他生理行为和动作信号。以睡眠生理监测为例，当人处于安静睡眠中时，由生理信号采集传感带输出的生理电信号(如电压信号)能反映人体安静睡眠中的呼吸、心跳的频率和/或波形；当睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作时，生理信号采集传感带会输出明显异于处于安静睡眠中的生理电信号，基于上述信号，可以分析睡眠质量及人体健康状况。
另外，根据本发明上述实施例的生理信号采集传感带，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述第一高分子聚合物绝缘层的靠近所述第一电极层的表面上设置有凹凸结构。
根据本发明的实施例，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极层相对的两个表面构成摩擦界面。
根据本发明的实施例，构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构。
根据本发明的实施例，所述第一高分子聚合物绝缘层是由聚二甲基硅氧烷形成的。
根据本发明的实施例，所述增强层的载流子浓度不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的载流子浓度，且所述增强层的电子迁移率不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的电子迁移率。
根据本发明的实施例，所述增强层是由选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、硅胶、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯和全氟乙丙烯共聚物的至少一种形成的。
根据本发明的实施例，所述增强层的厚度为0.03mm-2mm。
根据本发明的实施例，所述增强层具有镂空结构。
根据本发明的实施例，所述镂空结构呈阵列排布。
根据本发明的实施例，相邻所述镂空结构的间距为5mm-25mm。
根据本发明的实施例，所述镂空结构的宽度为1mm-5mm。
根据本发明的实施例，所述摩擦发电机进一步包括：第二高分子聚合物绝缘层，所述第二高分子聚合物绝缘层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层之间，且所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一高分子聚合物绝缘层相对的两个表面构成摩擦界面，且至少一个表面上设置有凸起阵列结构。
根据本发明的实施例，该生理信号采集传感带进一步包括：微动加强模块，所述微动加强模块设置在所述屏蔽层和所述封装层之间。
根据本发明的实施例，所述微动加强模块为多个，且呈阵列排布。
根据本发明的实施例，所述微动加强模块是由选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、可发性聚乙烯、泡棉、丁苯橡胶、聚乙烯和三元乙丙橡胶的至少一种形成的。
根据本发明的优选实施例，所述微动加强模块是由乙烯-醋酸乙烯共聚物形成的。
根据本发明的实施例，该生理信号采集传感带进一步包括：监测电路，所述监测电路与所述输出电极相连，用于采集并处理所述输出电极输出的生理电信号。
基于前述的生理信号采集传感带，根据本发明的另一方面，本发明提供了一种生理监测系统。根据本发明的实施例，该系统包括：前述的生理信号采集传感带；以及终端设备，所述终端设备与所述生理信号采集传感带相连，所述终端设备用于对所述生理信号采集传感带输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。
进一步地，根据本发明的又一方面，本发明提供了一种生理监测床垫。根据本发明的具体实施例，该生理监测床垫包括：床垫本体；以及前述生理信号采集传感带，该生理信号采集传感带设置在床垫本体的内部和/或外部。
根据本发明实施例的生理监测床垫，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测床垫的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
进一步地，根据本发明的又一方面，本发明提供了一种生理监测枕头。根据本发明的实施例，该生理监测枕头包括：枕头本体；以及前述生理信号采集传感带，所述生理信号采集传感带设置在所述枕头本体的内部和/或外部。
根据本发明实施例的生理监测枕头，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测枕头的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
进一步地，根据本发明的再一方面，本发明提供了一种生理监测系统。根据本发明的实施例，该系统包括：前述生理监测床垫或前述的生理监测枕头；以及终端设备，所述终端设备与所述生理监测床垫或所述生理监测枕头相连，所述终端设备用于对所述生理监测床垫或所述生理监测枕头输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。
根据本发明实施例的生理监测系统，利用前述生理监测床垫或生理监测枕头采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。在利用终端设备对生理信号进行分析诊断，使检测结果更准确可靠。并且，该生理监测系统的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的生理信号采集传感带的结构示意图；
图2显示了根据本发明一个实施例的增强层的结构示意图；
图3显示了根据本发明又一个实施例的生理信号采集传感带的结构示意图；
图4显示了根据本发明另一个实施例的生理信号采集传感带的结构示意图；
图5显示了利用现有生理信号采集传感带检测人体健康情况的结果示意图；
图6显示了根据本发明一个实施例的利用生理信号采集传感带检测人体健康情况的结果示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种生理信号采集传感带。参考图1，根据本发明的实施例，该生理信号采集传感带包括：摩擦发电机100、绝缘层200、屏蔽层300、封装层400和输出电极500。进一步地，根据本发明的实施例，对上述各部件进行具体解释说明：
摩擦发电机100：根据本发明的实施例，摩擦发电机100包括：依次层叠设置的第一电极层110、增强层120、第一高分子聚合物绝缘层130和第二电极层140。在摩擦发电机的第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层间设置了一层增强层，当第二电极层与第一高分子聚合物绝缘层之间的摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。
根据本发明的实施例，第一电极层110和第二电极层140均是由电极材料形成的。由此，生理信号采集传感带的柔性好，便于根据待检测物和待检测部位调整形状，以使生理信号采集传感带紧密贴合待检测部位，使检测效果更好。
根据本发明的一些实施例，第一高分子聚合物绝缘层130的靠近第一电极层110的表面上设置有凹凸结构。由此，第一高分子聚合物绝缘层靠近第一电极层的表面具有较大的表面积，使其与增强层粘合时能够提高胶与该表面的结合强度。
其中，需要说明的是，凹凸结构的形状不受特别的限制，只要能增加第一高分子聚合物绝缘层靠近第一电极层的表面的表面积即可。根据本发明的一些实施例，凹凸结构可以是凸起、凹陷或凹凸并存的花纹结构或点阵结构。
根据本发明的实施例，第一高分子聚合物绝缘层130与第二电极层140相对的两个表面构成摩擦界面。第一高分子聚合物绝缘层呈电负性，摩擦易得电子，而第二电极层摩擦易失电子，二者摩擦易产生感应电荷，构成摩擦界面。
根据本发明的实施例，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构。由此，两个表面的接触面积显著增加，从而通过摩擦能够产生更多的感应电荷，使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。
根据本发明的实施例，第一高分子聚合物绝缘层是由聚二甲基硅氧烷形成的。由此，聚二甲基硅氧烷呈较强的电负性，摩擦易得电子，进而，第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层摩擦产生的感应电荷的密度更高，使摩擦发电机的输出信号更强。
根据本发明的实施例，增强层120的载流子浓度不大于第一高分子聚合物绝缘层130的载流子浓度，且增强层120的电子迁移率不大于第一高分子聚合物绝缘层130的电子迁移率。因此，当两摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而提高感应电荷的密度，以提高第一电极层与第二电极层之间的电势差，使传感带输出信号的幅值增大。
根据本发明的实施例，可以将制备增强层的原料采用注塑或压延工艺成型后，与第一高分子聚合物绝缘层粘合在一起。由此，制备方法简单，并且增强层与第一高分子聚合物绝缘层的结合强度高。
根据本发明的实施例，增强层120是由聚四氟乙烯形成的。由此，增强层的电负性强，摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率显著下降，进而，使传感带输出信号的幅值明显增大。
根据本发明的实施例，增强层120的厚度为0.03mm-2mm。由此，使生理信号采集传感带具有适宜的厚度和良好的输出特性。
参考图2，根据本发明的一些实施例，增强层120可以具有镂空结构121。由此，通过设置镂空结构，使粘结的过程中胶进入镂空结构内，从而，使第一高分子聚合物绝缘层与增强层的结合强度更大。
根据本发明的实施例，镂空结构121的形状不受特别的限制，可以根据需要进行调整，例如，镂空结构121可以为圆形、椭圆形、叉指形、菱形和三角形等各种形状。
参考图2，根据本发明的实施例，镂空结构呈阵列排布。由此，粘结的过程中进入镂空结构内的胶更多，使第一高分子聚合物绝缘层与增强层的结合更紧密。
根据本发明的一些实施例，相临镂空结构121的间距可以为5mm-25mm。
根据本发明的一些实施例，镂空结构121的宽度可以为1mm-5mm。由此，使增强层具有足够的强度并且在粘合时与胶有足够的接触面积，从而保证结合强度。
参考图3，根据本发明的一些实施例，摩擦发电机100进一步包括：第二高分子聚合物绝缘层150，该第二高分子聚合物绝缘层150设置在第一高分子聚合物绝缘层130与第二电极层140之间，且第二高分子聚合物绝缘层150与第一高分子聚合物绝缘层130相对的两个表面构成摩擦界面，且至少一个表面上设置有凸起阵列结构。由此，摩擦发电机由材料不同的第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层经摩擦产生感应电荷，进而改变第一电极层与第二电极层之间的电容，使两电极间产生电势差。
根据本发明的一些实施例，第二高分子聚合物绝缘层是由选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维(再生)海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的至少一种形成的。
其中，需要说明的是，凸起阵列结构的形状不受特别的限制，只要能增加两个表面即第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的接触面积即可。
绝缘层200：根据本发明的实施例，绝缘层200包覆在摩擦发电机100的外表面。由此，不仅防水和防潮，省去了在最外层表面进行防潮处理的工序，而且解决了摩擦发电机的封装问题，避免了外界环境因素对摩擦发电机的发电的影响，使摩擦发电机的信号更敏感，更稳定。
根据本发明的实施例，绝缘层为柔性材料。由此，生理信号采集传感带的柔性好，便于根据待检测物和待检测部位调整形状，以使生理信号采集传感带紧密贴合待检测部位，使检测效果更好。
屏蔽层300：根据本发明的实施例，屏蔽层300包覆在绝缘层200的外表面。由此，屏蔽层使生理信号采集传感带具有自屏蔽的功能，这不仅增加了其输出电信号的稳定性，同时还延长了使用寿命。
封装层400：根据本发明的实施例，封装层400包覆在屏蔽层300的外表面。封装层400不仅对内部结构(即摩擦发电机100、绝缘层200和屏蔽层300)起到保护作用，而且避免了外部环境因素影响其内部结构正常工作，也保证了其内部结构的清洁，同时还可按需求将上述生理监测传感带进行固定。
根据本发明的实施例，封装层400是由超纤材料形成。
根据本发明的一些实施例，在屏蔽层300的外表面包覆封装层时，可以先提供两块封装层中间体(即将完整的封装层分为上下两部分)，并将由绝缘层和屏蔽层包覆的摩擦发电机设置于两部分封装层中间体之间，然后将热源分别对应压紧于上下两部分封装层原料，通过热压整形形成具有封装层的生理信号采集传感带。根据本发明的一些实施例，热压过程中采用热熔胶粘接，其中，热压整形的时间为15秒-25秒，热压整形的温度为：65℃-120℃。
输出电极500：根据本发明的实施例，输出电极500包括第一引出电极510和第二引出电极520，其中，第一引出电极510穿入绝缘层200、屏蔽层300和封装层400并与第一电极层110相连，第二引出电极520穿入封装层400与屏蔽层300相连，或第二引出电极520穿过绝缘层200、屏蔽层300和封装层400并与屏蔽层300和第二电极层140相连。由此，利用输出电极将摩擦发电机产生的电信号输出。
参考图4，根据本发明的一些实施例，该生理信号采集传感带进一步包括：微动加强模块600，该微动加强模块600设置在屏蔽层300和封装层400之间。其中，需要说明的是，图4中输出电极未示出。由此，通过微动加强模块可有效避免摩擦发电机局部受力增加使局部形变过大时，摩擦界面相互附着时间过长，而导致的摩擦界面分离速度慢的问题，微动加强模块使外力较为均匀地施加在摩擦发电机上，减小生理信号采集传感带的局部形变，加快摩擦层间的分离速度，提高传感带的输出灵敏度。
根据本发明的实施例，微动加强模块600为多个，且呈阵列排布。由此，生理信号采集传感带的局部形变更小，摩擦层间的分离速度更快，传感带的输出灵敏度更高。
根据本发明的实施例，微动加强模块600是由选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、可发性聚乙烯、泡棉、丁苯橡胶、聚乙烯和三元乙丙橡胶的至少一种形成的。
根据本发明的优选实施例，微动加强模块600是由乙烯-醋酸乙烯共聚物形成的。
根据本发明的一些实施例，在屏蔽层300的外表面包覆封装层时，可以将封装层中间体(即将完整的封装层分为上下两部分)，并将由绝缘层和屏蔽层包覆的摩擦发电机设置于两个封装层中间体与微动加强模块之间，然后将热源分别对应压紧于两个封装层中间体，从而对封装层中间体、微动加强模块和绝缘层与屏蔽层包覆的摩擦发电机三者进行热压整形形成生理信号采集传感带。其中封装层为生理信号采集传感带的外表面，微动加强模块可以为多个，并按照一定间隔距离排列，微动加强模块的设置使封装层的外侧为凸起和凹陷间隔设置的表面。根据本发明的一些实施例，热压过程中采用热熔胶粘接，其中，热压整形的时间为15秒-25秒，热压整形的温度为：65℃-120℃。
根据本发明的实施例，该生理信号采集传感带进一步包括：监测电路(图中未示出)，该监测电路与输出电极相连，用于采集并处理输出电极输出的生理电信号。由此，便于对生理电信号进行分析统计。
在此，对生理信号采集传感带的用途进行说明，本发明实施例的生理信号采集传感带是基于摩擦发电机的原理制成的。该生理信号采集传感带不仅可用于监测人体呼吸、心跳的频率和/或波形，还可同时监测其他生理行为和动作信号。将生理信号采集传感带铺设或镶嵌在能够使该生理信号采集传感带正常监测的床垫上，使人体的胸部对应生理信号采集传感带所处的床垫区域，即可对人体的生理信号进行监测。进一步地，以睡眠生理监测为例进行说明，当人处于安静睡眠中时，由生理信号采集传感带感应并输出的生理电信号(如电压信号)能反映人体安静睡眠中的呼吸、心跳的频率和/或波形；当睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作时，生理信号采集传感带会输出明显异于处于安静睡眠中的生理电信号，上述信号，为分析睡眠质量及人体健康状况提供准确、可靠的数据基础。
进而，在此基础上，根据本发明的又一方面，本发明提供了一种生理监测床垫。根据本发明的具体实施例，该生理监测床垫包括：床垫本体和前述生理信号采集传感带，该生理信号采集传感带设置在床垫本体的内部和/或外部。
根据本发明实施例的生理监测床垫，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测床垫的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
进一步地，根据本发明的又一方面，本发明又提供了一种生理监测枕头。根据本发明的实施例，该生理监测枕头包括：枕头本体和前述生理信号采集传感带，所述生理信号采集传感带设置在所述枕头本体的内部和/或外部。
根据本发明实施例的生理监测枕头，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测枕头的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
进一步地，根据本发明的再一方面，本发明提供了一种生理监测系统。根据本发明的实施例，该系统包括：前述生理监测床垫或生理监测枕头以及终端设备，其中，终端设备与生理监测床垫或生理监测枕头相连，该终端设备用于对生理监测床垫或生理监测枕头输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。
根据本发明实施例的生理监测系统，利用前述生理监测床垫或生理监测枕头采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。在利用终端设备对生理信号进行分析诊断，使检测结果更准确可靠。并且，该生理监测系统的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
将本发明实施例的具有聚四氟乙烯(PTFE)增强层的生理信号采集传感带和与不含有增强层但其它结构相同的传感带分别与示波器相连，对人体的心脏和呼吸及其他身体动态信号进行检测，其中，本发明实施例的具有聚四氟乙烯(PTFE)增强层的生理信号采集传感带，其摩擦发电机依次设置铝形成的第一电极层，厚度为0.1mm；PTFE增强层，厚度为0.2mm；聚二甲基硅氧烷形成的第一高分子聚合物绝缘层，厚度为0.2mm；聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的第二高分子聚合物绝缘层，厚度为0.1mm；铜形成的第二电极层，厚度为0.1mm。
将上述两组传感带均放置在四个测试点：A点位于心脏正上方5cm处，B点正对心脏位置，C点位于心脏正下方5cm处，D点位于心脏正下方10cm处进行监测。不含增强层的传感带的输出电压如图5所示，而具有PTFE增强层的生理信号采集传感带的输出电压如图6所示，本发明实施例的内嵌PTFE增强层的生理信号采集传感带与不含有增强层的传感带相比，其输出信号提高约20％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (21)
1.一种生理信号采集传感带，其特征在于，包括：
摩擦发电机，所述摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；
绝缘层，所述绝缘层包覆在所述摩擦发电机的外表面；
屏蔽层，所述屏蔽层包覆在所述绝缘层的外表面；
封装层，所述封装层包覆在所述屏蔽层的外表面；以及
输出电极，所述输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极穿入所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述第一电极层相连，所述第二引出电极穿过所述封装层与所述屏蔽层相连，或所述第二引出电极穿过所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述屏蔽层和所述第二电极层相连。
2.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层的靠近所述第一电极层的表面上设置有凹凸结构。
3.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极层相对的两个表面构成摩擦界面。
4.根据权利要求3所述的生理信号采集传感带，其特征在于，构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构。
5.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层是由聚二甲基硅氧烷形成的。
6.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层的载流子浓度不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的载流子浓度，且所述增强层的电子迁移率不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的电子迁移率。
7.根据权利要求6所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层是由选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、硅胶、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯和全氟乙丙烯共聚物的至少一种形成的。
8.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层的厚度为0.03mm-2mm。
9.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层具有镂空结构。
10.根据权利要求9所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述镂空结构呈阵列排布。
11.根据权利要求10所述的生理信号采集传感带，其特征在于，相邻所述镂空结构的间距为5mm-25mm。
12.根据权利要求9所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述镂空结构的宽度为1mm-5mm。
13.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述摩擦发电机进一步包括：
第二高分子聚合物绝缘层，所述第二高分子聚合物绝缘层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层之间，且所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一高分子聚合物绝缘层相对的两个表面构成摩擦界面，且至少一个表面上设置有凸起阵列结构。
14.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，进一步包括：
微动加强模块，所述微动加强模块设置在所述屏蔽层和所述封装层之间。
15.根据权利要求14所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述微动加强模块为多个，且呈阵列排布。
16.根据权利要求14所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述微动加强模块是由选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、可发性聚乙烯、泡棉、丁苯橡胶、聚乙烯和三元乙丙橡胶的至少一种形成的。
17.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，进一步包括：
监测电路，所述监测电路与所述输出电极相连，用于采集并处理所述输出电极输出的生理电信号。
18.一种生理监测系统，其特征在于，包括：
权利要求1-17任一项所述的生理信号采集传感带：以及
终端设备，所述终端设备与所述生理信号采集传感带相连，所述终端设备用于对所述生理信号采集传感带输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。
19.一种生理监测床垫，其特征在于，包括：
床垫本体；以及
权利要求1-17任一项所述生理信号采集传感带，所述生理信号采集传感带设置在所述床垫本体的内部和/或外部。
20.一种生理监测枕头，其特征在于，包括：
枕头本体；以及
权利要求1-17任一项所述生理信号采集传感带，所述生理信号采集传感带设置在所述枕头本体的内部和/或外部。
21.一种生理监测系统，其特征在于，包括：
权利要求19所述的生理监测床垫或权利要求20所述的生理监测枕头；以及
终端设备，所述终端设备与所述生理监测床垫或所述生理监测枕头相连，所述终端设备用于对所述生理监测床垫或所述生理监测枕头输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。
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