CN108463164B - 一种传感器组件 - Google Patents

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Abstract

一种传感器组件(600)，包括壳体(81)和电路板组件(82)，壳体(81)包括第一收容腔(813)、第二收容腔(814)、第一连接部(815)、第二连接部(818)和第三收容腔(816)，第一连接部(815)连接第一收容腔(8I3)和第三收容腔(816)的一端，第二连接部(818)连接第二收容腔(814)和第三收容腔(816)的另一端，电路板组件(82)收容于第一收容腔(813)、第二收容腔(814)、第一连接部(815)、第二连接部(818)和第三收容腔(816)内，第一连接部(815)及第二连接部(818)的宽度小于第一收容腔(813)、第二收容腔(814)及第三收容腔(816)的宽度，第一连接部(815)和第二连接部(818)沿宽度方向设置有缓冲槽(817)。传感器组件(600)在用户运动过程中，能降低运动伪影，减小运动伪影对监测的影响，提高生理信号监测的准确性。

Description

一种传感器组件
技术领域
本申请涉及生理监测领域，尤其涉及一种监测生理体征的传感器组件。
背景技术
随着科学技术的发展，生物电(如脑电、心电、肌电等)测量已经广泛应用于各种神经系统疾病的监测诊断和生物电反馈的康复设备。
随着移动互联网技术的发展，心电测量及监控从院内走向院外成为可能。目前的院外心电测量及监控通过穿戴式的传感器组件对用户进行实时心电测量，进而实现运动监测和慢病管理。此类穿戴式的传感器组件主要面向健康或者慢病人群，这类人群的特点为用户具有完全的自主生活能力，因此日常生活运动比较频繁。穿戴者的运动会使得传感器组件在测量过程中产生运动伪影，伪影的产生对心电信号的采集产生极大的干扰。因此，如何减小测量过程中的运动伪影，就成为这类传感器组件亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种可以减小运动伪影、提升心电信号采集效果的传感器组件。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请提供一种传感器组件，包括壳体和电路板组件，所述壳体包括第一收容腔、第二收容腔、第一连接部、第二连接部和第三收容腔，所述第一连接部连接所述第一收容腔和所述第三收容腔的一端，所述第二连接部连接所述第二收容腔和所述第三收容腔的另一端，所述电路板组件收容于所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔内，所述第一连接部及所述第二连接部的宽度小于所述第一收容腔、所述第二收容腔及所述第三收容腔的宽度，所述第一连接部和所述第二连接部沿宽度方向设置有缓冲槽。
其中，所述第三收容腔的厚度大于所述第一收容腔及所述第二收容腔的厚度。
其中，所述第三收容腔的在电路板组件所在平面的投影面积大于所述第一收容腔在电路板组件所在平面的投影面积，且所述第三收容腔在电路板组件所在平面的投影面积大于所述第二收容腔在电路板组件所在平面的投影面积。
其中，所述电路板组件包括收容于所述第一收容腔的第一测量电路板、收容于所述第二收容腔的第二测量电路板、收容于所述第三收容腔的参考电路板、收容于所述第一连接部的第一FPC和收容于所述第二连接部的第二FPC，所述参考电路板一端通过所述第一FPC与所述第一测量电路板连接，所述参考电路板另一端通过所述第二FPC与及所述第二测量电路板连接。
其中，所述参考电路板包括第一参考电路板、第二参考电路板和第三FPC，所述第一参考电路板与所述第一测量电路板连接，所述第二参考电路板与所述第二测量电路板连接，所述第一参考电路板与所述第二参考电路板之间通过所述第三FPC连接。
其中，还包括电池，所述电池设置在所述第三FPC上。
其中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体配合形成所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔，所述电路板组件介于所述上壳体和所述下壳体之间。
其中，所述缓冲槽设置在所述上壳体上。
其中，所述上壳体与所述下壳体一体成型。
其中，所述上壳体和所述下壳体采用硅胶材料。
其中，还包括传感器附件，所述传感器附件包括基材，依次排列地设于所述基材一面的第一输出电极、第二输出电极、第三输出电极及第四输出电极，依次排列地设于所述基材另一面的第一输入电极、第二输入电极和第三输入电极，所述第一输入电极与所述第一输出电极电性连接，所述第三输入电极与所述第四输出电极电性连接，所述第二输入电极与所述第二输出电极和/或所述第三输出电极电性连接，所述第一输入电极和所述第三输入电极的中心距离大于等于60mm。
其中，所述第一输出电极与所述第二输出电极的中心距离为18～22mm，所述第二输出电极与所述第三输出电极的中心距离为22～25mm，所述第三输出电极与所述第四输出电极的中心距离为18～22mm。
其中，所述第二输出电极、所述第三输出电极同时与所述第二输入电极电性连接。
其中，所述第二输入电极设置于所述第一输入电极和所述第三输入电极中间。
其中，还包括设于所述基材另一面的第四输入电极，所述第四输入电极与所述第三输出电极电性连接，所述第二输入电极与所述第三输出电极电性连接，所述基材呈L形，所述基材包括第一长臂和第二长臂，所述第一输入电极、所述第二输入电极和所述第三输入电极在第一长臂上沿远离所述第二长臂方向依次排布，所述第四输入电极设置于所述基材的第二长臂上。
其中，所述第四输入电极与所述第一输入电极的中心距离为70～90mm。
其中，所述第一长臂与所述第二长臂的夹角为90°～150°。
其中，所述第二输入电极与所述第三输入电极的中心距离为18～22mm。
其中，所述第一输入电极与所述第二输入电极的中心距离为40～50mm。
其中，还包括传感器附件，所述传感器附件包括基层、形成于所述基层一面的导电层、形成于所述基层另一面的阻挡层和贴附于所述阻挡层之上的导电凝胶，所述基层上设有贯穿基层两面的导电过孔，所述导电层和所述阻挡层通过导电过孔电性连接。
其中，所述传感器附件还包括连接层，所述连接层上设有连通孔，所述基层设有所述导电凝胶的一面贴附于所述连接层，所述导电凝胶通过所述连通孔外露。
其中，所述传感器附件还包括支撑层，所述支撑层可分离地贴附在所述连接层上，所述支撑层上设有通孔，所述导电层通过所述通孔外露。
其中，所述支撑层的通孔的形状与所述基层外形轮廓相同。
其中，所述支撑层与所述连接层之间通过真空吸附固定。
其中，所述连接层包括连接区域和边缘区域，所述连接区域设有所述连通孔，所述边缘区域厚度小于0.1mm。
其中，所述导电凝胶在所述阻挡层上的投影包含于所述阻挡层。
其中，所述阻挡层的材料为银或氯化银。
其中，所述基层为柔性PET、泡沫背衬或无纺布材料中的一种或几种。
本申请还提供一种传感器组件的制作方法，其中，包括如下步骤：
提供一电路板组件，将所述电路板组件放入第一型腔中进行第一次注塑，以在所述电路板组件下方形成具有第一底面、第二底面、第一连接底面、第二连接底面和第三底面的下壳体；
将所述电路板组件从所述第一型腔中取出后放入第二型腔中进行第二次注塑，以在下壳体上形成具有第一顶面、第二顶面、第一连接顶面、第二连接顶面和第三顶面的上壳体，所述下壳体和所述上壳体形成壳体，以收容所述电路板组件。
其中，在将所述电路板组件放入第一型腔中进行第一次注塑过程中，所述电路板组件与外框连接，所述电路板组件通过外框实现在第一型腔中的定位。
其中，在将所述电路板组件从所述第一型腔中取出后放入第二型腔中进行第二次注塑过程中，包括将所述电路板组件从所述第一型腔中取出，去除所述外框，将所述电路板组件放入第二型腔中，通过所述下壳体实现电路板组件在第二型腔中的定位。
其中，所述第一顶面与所述第一底面之间形成第一收容腔，所述第二顶面与所述第二底面之间形成第二收容腔，所述第三顶面与所述第三底面之间形成第三收容腔，所述第一连接底面与所述第一连接顶面形成第一连接部，所述第二连接底面与所述第二连接顶面形成第二连接部，所述电路板组件收容于所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔内。
本申请中通过将壳体的第一连接部和第二连接部的宽度设置为小于两个连接部所连接的收容腔的宽度，并且通过在第一连接部和第二连接部上设置缓冲槽，使得连接部的柔韧性较好，多个收容腔在与肌肉群的位置关系不变的情况下可以跟随肌肉群的运动而发生相对运动。从而，在用户运动过程中，传感器组件所侦测的肌肉群的位置基本保持固定，降低了皮肤的形变造成的运动伪影，减小运动伪影对监测的影响，提高生理信号监测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请传感器组件的模块示意图。
图2是图1所述的传感器的一种分解视图。
图3是图1所述的传感器的另一种分解视图。
图4是图1所述的传感器附件一个实施例的结构示意图。
图5是图4所示的传感器附件的另一视图。
图6是Ⅰ导的波幅与量输入电极的关系图。
图7是图1所述的传感器附件另一个实施例的结构示意图。
图8是图7所示传感器附件的另一视图。
图9是1所述的传感器的分解结构示意图。
图10是图1所述传感器的注塑过程示意图。
图11是图1所述传感器的注塑流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请以下实施例中所采用的序数限定词，第一、第二等仅是为了清楚地说明本申请中相似的特征的区别性的用语，不代表相应的特征的排列顺序或者使用顺序。
请参阅图1，本申请的传感器组件600包括传感器800和传感器附件100。请结合参阅图2和图3，传感器800包括壳体81和电路板组件82。所述壳体81包括上壳体811和下壳体812。所述下壳体812大致呈平面板状，下壳体812上设有四个通孔(图未编号)，所述通孔可以使得位于电路板组件82下方的电极(图未示出)外露，从而与传感器附件100上的四个输出电极(图未示出)连接。所述上壳体811和所述下壳体812配合形成第一收容腔813、第二收容腔814、第一连接部815、第三收容腔816和第二连接部818。也就是说，所述壳体81形成有所述第一收容腔813、所述第二收容腔814、所述第一连接部815、所述第二连接部818和所述第三收容腔816。所述第三收容腔816一端通过第一连接部815与所述第一收容腔813连接，所述第三收容腔816另一端通过所述第二连接部818与所述第二收容腔814连接。也就是说，所述上壳体811与所述下壳体812配合形成多个收容腔(即第一收容腔813/第二收容腔814/第三收容腔816)。多个收容腔之间通过对应的连接部(第一连接部815/第二连接部818)连接。所述电路板组件82介于所述上壳体811和所述下壳体812之间，且所述电路板组件82收容于所述上壳体811和所述下壳体812形成的多个收容腔中。换而言之，所述电路板组件82收容于所述第一收容腔813、所述第二收容腔814、所述第一连接部815、所述第二连接部818和所述第三收容腔816内。
所述第一连接部815的宽度(本申请的宽度指的是图2中B方向)显著地小于所述第一收容腔813和所述第三收容腔816的宽度，所述第二连接部818的宽度显著地小于所述第二收容腔814和所述第三收容腔816的宽度，第一连接部815/第二连接部818与所连接的两个收容腔形成圆弧过渡连接。这种设计的好处在于可以增加第一连接部815和第二连接部818的柔韧性，方便所述第一收容腔813/第二收容腔814相对于所述第三收容腔816的运动。第一连接部815和第二连接部818与收容腔之间通过圆弧过渡连接可以减小连接应力。此外，在第一连接部815和第二连接部818沿宽度方向上还分别设置有缓冲槽817。进一步的，所述缓冲槽817设置在上壳体811上。通过在第一连接部815和所述第二连接部818上设置缓冲槽817，缓冲槽817可以缓解所述第一收容腔813/第二收容腔814相对于所述第三收容腔816的运动时产生的应力，方便二者的相对运动。
使用过程中传感器800需要通过传感器附件100贴附到皮肤上进行生理信号监测，传感器800的壳体81上的多个收容腔分别对应不同的肌肉群，由于用户在运动过程中不同的肌肉群运动方向不一致，因此会对传感器组件600进行拉扯，使得皮肤与传感器800之间产生形变而影响皮肤电位变化，造成运动伪影。本申请中通过将壳体81的第一连接部815和第二连接部818的宽度设置为小于两个连接部所连接的收容腔的宽度，并且通过在第一连接部815和第二连接部818上设置缓冲槽，使得连接部的柔韧性较好，多个收容腔在与肌肉群的位置关系不变的情况下可以跟随肌肉群的运动而发生相对运动。从而，在用户运动过程中，传感器组件所侦测的肌肉群的位置基本保持固定，降低了皮肤的形变造成的运动伪影，减小运动伪影对监测的影响，提高生理信号监测的准确性。
进一步的，所述第三收容腔816的厚度(即垂直于下壳体812所在平面方向的长度)大于所述第一收容腔813及所述第二收容腔814的厚度。使得传感器组件600呈中间稍厚，两边较薄的结构。该结构可以降低传感器组件600和用户衣服之间的摩擦，增加佩戴的舒适性。进一步的，所述第三收容腔816的在电路板组件82/下壳体812所在平面的投影面积大于所述第一收容腔813及所述第二收容腔814在电路板组件82/下壳体812所在平面的投影面积。因此，所述第三收容腔816的体积大于所述第一收容腔813和所述第二收容腔814的体积。该结构可以使得传感器组件600的重心位于中间(第三收容腔816)位置，便于传感器附件100上与所述第三收容腔816相对应的参考电极与皮肤的贴合。第三收容腔816的面积较大，还可以增强收容腔816对应的传感器附件100上参考电极在运动过程中与皮肤连接的可靠性。
具体的，所述上壳体811和所述下壳体812采用硅胶材料制成。硅胶材料具有良好的柔韧性，且防水性能好。显而易见的，在其他实施例中还可以采用其他具有良好柔韧性和防水性能的材料，此处不作穷尽列举。在一实施例中，所述上壳体811形成于所述下壳体812上，且与下壳体812紧密结合在一起形成密封的包裹结构，以对电路板组件82形成密封的整体包裹，有效保护电路板组件82上的电子元器件。在其他实施例中，所述上壳体811与所述下壳体812可为一体成型而形成密封的整体包裹。
进一步的，所述电路板组件82包括第一测量电路板821、第二测量电路板822、第一FPC(flexible printed board，柔性电路板)824、第二FPC 825和参考电路板823。所述第一测量电路板821收容于所述第一收容腔813，所述第二测量电路板822收容于所述第二收容腔814，所述参考电路板823收容于所述第三收容腔816。也就是说所述参考电路板823介于所述第一测量电路板821和所述第二测量电路板822之间。所述参考电路板823一端通过一第一FPC824与所述第一测量电路板821连接，所述参考电路板823另一端通过第二FPC825与所述及所述第二测量电路板822连接。第一FPC 824收容于第一连接部815中，第二FPC 825收容于第二连接部818中。也就是说，多个电路板之间通过FPC进行连接，不同电路板可以在相应的收容腔的带动下发生相对移动，进一步增强传感器组件600的柔韧性。
进一步的，所述参考电路板823包括第一参考电路板826、第二参考电路板827和第三FPC825，所述第一参考电路板826与所述第一测量电路板821通过第一FPC 824连接，所述第二参考电路板827与所述第二测量电路板822通过第二FPC 825连接，所述第一参考电路板826与所述第二参考电路板827之间通过第三FPC 830连接。这种结构可以保证当第三收容腔816由于肌肉群的运动发生一定形变时，内部的第一参考电路板826和第二参考电路板827可以发生一定程度的相对运动，而跟随肌肉群群动，保持与肌肉群的位置关系不变，增强了参考电路板823的稳定性。进一步的，所述参考电路板823上可以安装电池、控制芯片、无线传输组件等部件。更进一步的，电池、控制芯片、无线传输组件等部件可以安装在在所述第三FPC 830上，以充分利用第三收容腔816的空间。此外，可以将电子元器件尽量布局在第一参考电路板826和第二参考电路板827上，减少第一测量电路板821和第二测量电路板822上电子元器件的布局。使得传感器的重心位于第三收容腔816上。
本实施例中电路板组件82包括四个电极。具体的，在第一测量电路板821靠近下壳体812的一侧上设有第一电极(图未示出)，所述第二测量电路板822靠近下壳体812的一侧上设有第四电极(图未示出)，第一参考电路板826和第二参考电路板827靠近下壳体812的一侧上分别设有第二电极(图未示出)和第三电极(图未示出)，第一电极、第二电极分别与传感器附件100上的第一输出电极12(如图4所示)和第二输出电极13(如图4所示)连接，用于接收传感器附件100上对应的第一测量电极17(如图5所示)、第二测量电极18(如图5所示)传递的信号，第三电极和第四电极分别与传感器附件100上的第三输出电极14(如图4所示)和第四输出电极15(如图4所示)连接，用于接收传感器附件100上第三输入电极18(如图5所示)和/或第四输入电极19(如图5所示)传递的电信号。也就是说，本申请的传感器组件600中，传感器800包括四个电极。下壳体812上设有通孔(图未编号)，传感器800的电极可以通过通孔外露，从而与传感器附件100上的输出电极连接。
请参阅图4和图5，本申请的一个实施例中，所述传感器附件100包括基材11、若干输出电极10以及若干输入电极20，该若干输出电极10与若干输入电极20分别设置于基材11的正反两个面上。在一实施例中，该基材11为一扁平薄片，该若干输出电极10与若干输入电极20分别设置于基材11的正反两个面上。其中，该若干输出电极10包括第一输出电极12、第二输出电极13、第三输出电极14、第四输出电极15，该若干输入电极20至少包括第一输入电极17、第三输入电极16和第二输入电极18。所述第一输出电极12、所述第二输出电极13、所述第三输出电极14和所述第四输出电极15依次排列设于所述基材11的一面上。所述第一输入电极17、所述第二输入电极18和所述第三输入电极16依次排列设于所述基材11的另一面上。所述第一输入电极17与所述第一输出电极12电性连接。所述第三输入电极16与所述第四输出电极15电性连接。所述第二输入电极18与所述第二输出电极13和/或所述第三输出电极14电性连接。所述第一输入电极17和所述第三输入电极16的中心距离L大于等于60mm(毫米)。
在一实施例中，使用时，输入电极20所在的面(即反面)贴在人体皮肤上，该若干输入电极20分别与人体皮肤接触。该些输入电极20按照功能划分为具有不同功能的电极，所述第二输入电极18为参考电极，所述第一输入电极17和所述第三输入电极16为测量电极。通过测量电极和参考电极形成回路，侦测人体的体征参数，例如心电信号。所述第一输入电极17并将侦测的人体体征参数传送至第一输出电极12，所述第三输入电极16并将侦测的人体体征参数传送至所述第四输出电极15。
在一实施例中，所述传感器附件100用于与前述的传感器800配合，所述传感器800可以为一心电传感器(图中未示)配合而将采集到的心电信号传导至心电传感器。在心电传感器中，待采集的人体部位的距离有一定的要求，即，作为测量电极的第一输入电极17和第三输入电极16之间的中心距离会影响到采集到的心电信号。为了获得较为稳定和准确的心电图，我们进行了多次试验，部分试验数据如下：
(1)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为40mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为1.7mV，Ⅱ导的波幅为1.8mV(毫伏)，Ⅲ导的波幅为2.6mV。
(2)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为60mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为1.9mV，Ⅱ导的波幅为1.9mV，Ⅲ导的波幅为2.6mV。
(3)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为80mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为2.1mV，Ⅱ导的波幅为1.6mV，Ⅲ导的波幅为2.8mV。
(4)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为90mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为2.0mV，Ⅱ导的波幅为1.8mV，Ⅲ导的波幅为2.3mV。
(5)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为120mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为2.1mV，Ⅱ导的波幅为1.7mV，Ⅲ导的波幅为2.7mV。
(6)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为140mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为2.2mV，Ⅱ导的波幅为1.7mV，Ⅲ导的波幅为2.7mV。
(7)当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为180mm时，心电信号Ⅰ导的波幅为2.1mV，Ⅱ导的波幅为1.6mV，Ⅲ导的波幅为2.0mV。
由于心电信号的强度与波幅成正比，将上述心电信号Ⅰ导的波幅通过统计图表示如图6，由图6可以看出，当第一输入电极和第三输入电极的中心距离为大于等于80mm时，心电信号的强度基本保持不变。考虑到实验的误差因素，为了保证能够采集到相对稳定的心电信号，应保证第一输入电极17和所述第三输入电极16之间的中心距离L大于等于60mm。可以理解的是，对于心电传感器来说，传感器附件100贴附的位置为靠心脏的胸前位置，考虑到对于人体胸前宽度的限制，第一输入电极17和第三输入电极16的中心距离需要进行进一步限定。优选的，第一输入电极17和第三输入电极18的中心距离L应该小于180mm。也就是说，第一输入电极17和第三输入电极16的中心距离L介于60-180mm之间。在此范围内，第一输入电极17和第三输入电极16的中心距离的变化不会对心电信号的强度产生很大影响，得到的心电图比较稳定。
如前所述，所述第一输入电极17、所述第三输入电极16和所述第二输入电极18设于所述基材11上的用于与人体皮肤接触的面上，用于采集人体的心电信号，然后传递给设置于基板11另一面上对应的输出电极20，输出电极20与传感器附件100相适配的传感器800上的四个电极接触，从而将采集到的心电信号传递到传感器800中进行进一步的处理。也就是说，传感器800上的四个电极与基材11上的四个输出电极20一一对应，并接收四个输出电极20输出的心电信号。显然，心电传感器还将接收的心电信号通过无线或有线的方式传送给计算装置，由于与本申请改进无关，故不在此赘述。
优选的，所述第一输出电极12与所述第二输出电极13的中心距离m为18～22mm，所述第二输出电极13与所述第三输出电极14的中心距离n为22～25mm，所述第三输出电极14与所述第四输出电极15的中心距离k为18～22mm。通常基材11上的输出电极与传感器800上的触点的位置是一一对应的，因此上述限定是为了适配于传感器800而进行的进一步限定。
进一步的，请继续参阅图4和图5，本申请中的传感器附件100可以为双通道的心电传感器附件。所述基材11大致为L形结构，包括第一长臂111和第二长臂112。输入电极20还包括第四输入电极19。所述第二输入电极18与所述第三输出电极14电性连接。所述第四输入电极19与所述第二输出电极13电性连接。所述第一输入电极17、所述第二输入电极18和所述第三输入电极16依次排列于所述基材11的第一长臂111的一面上，所述第四输入电极19设置于所述基材的第二长臂112的同一面上。第一输出电极12、第二输出电极13、第三输出电极14和第四输出电极15设置于第一长臂111的另一面上。所述第一输出电极12、第三输出电极14和第四输出电极15的位置与所述第一输入电极17、所述第二输入电极18和所述第三输入电极16的位置一一对应。进一步的，在本实施例中，该第四输入电极19为测量电极，所述第一输入电极17、所述第二输入电极18和所述第三输入电极16在第一长臂111上朝着逐渐远离第二长臂112的方向呈直线排列，所述第四输入电极19、所述第一输入电极17和所述第三输入电极16三者不在同一条直线上。
本实施例中通过设置三个不在同一直线上的测量电极，每个测量电极都能测得一个测量电压，因此本实施例可以得到至少两个信号电压差(最多可以形成三个电压差)，从而可以从两个截面方向测量人体的心电信号。因此称为双通道的心电传感器附件。
优选的，所述第四输入电极19与所述第一输入电极17的中心距离q为70～90mm。在这个范围内可以保证第四输入电极19所采集到的心电信号的幅度较大却相对稳定，便于观察。此外，这个长度设计使得当第一输入电极17置于肋骨上沿时，所述第四输入电极19可以到达心脏的下端，使得传感器附件100可以横跨整个心脏，保证了第一输入电极17与第四输入电极19采集到的心电信号能反映心脏较大截面的状况，以更加准确测量心脏的心电信号。
优选的，所述基材11的第一长臂111与第二长臂112的夹角α为90°～150°。为了增强传感器附件100采集到的心电信号的多样性，应使得第二输入电极18与第四输入电极19保持一定的直线距离，在所述第四输入电极19与所述第一输入电极17的中心距离q为70～90mm的前提下，需要限定基材11两条臂的夹角。同时，对于女性用户而言，在进行心电信号采集时，传感器附件100的贴附过程中应尽量避开乳房位置，以增加女性用户佩戴的舒适性。所以经过综合考量，应保证L形基材11的夹角α为90°～150°。
进一步优选的，所述第二输入电极18与所述第三输入电极16的中心距离r为18～22mm。所述第二输入电极18与所述第一输入电极17的中心距离p为40～50mm。
请参阅图7和图8，图7和图8为本申请的另一个实施例中的传感器附件100的示意图，本实施例中的传感器附件100适配的心电传感器与第一实施例中的传感器附件100所适配的心电传感器相同。即，本实施例中，传感器附件100适配的为与上个实施例相同的传感器800。本实施例的传感器附件100为单通道的心电传感器附件。对于传感器附件100的输出电极而言，由于采用相同传感器800，所以基材21上输出电极的排布与上述实施例相同。本实施例的传感器附件100与第一个实施例的区别点在于，基材21大致呈“一”字型。所述第二输入电极28设置在所述第一输入电极26和所述第三输入电极27之间，且同时与第二输出电极13、第三输出电极14电性连接。具体的，所述第二输入电极28可以通过导线与第二输出电极13和第三输出电极14电性连接。或者将第二输出电极13和第三输出电极14短接后再与所述第二输入电极28电性连接。所述进一步的，本申请所述的电连接可以通过物理压接、导电双面胶连接、导线连接等方式实现。
优选的，所述第二输入电极28设置于所述第一输入电极26和所述第三输入电极27的中间位置。
请参阅图9，图9为传感器组件600中的传感器附件100的分解结构示意图。传感器附件100还包括基层410、导电层420、阻挡层430和导电凝胶440。所述导电层420形成于所述基层410一面，所述阻挡层430形成于所述基层410的另一面。也就是说，所述基层410设置于所述导电层420和所述阻挡层430之间。所述导电凝胶440贴附于所述阻挡层430的未接触基层410的面上。所述基层410为不导电材料制成，所述导电层420、阻挡层430、导电凝胶为导电材料制成。所述基层410上还设有贯穿基层410两面的导电过孔411，所述导电层420和所述阻挡层430通过导电过孔411中的所述导电介质电性连接。所述导电层420通过阻挡层430以及导电过孔411进一步与贴附在阻挡层30上的所述导电凝胶440电性连接。其中，所述导电过孔411中通过在贯穿基层410两面的通孔的孔壁上涂覆导电介质形成，或者通过在通孔中灌注导电介质形成。
本实施例中，导电层420的材料为导电碳油墨，在其他实施例中，导电层420的材料可为银或氯化银(Ag/AgCl)。
进一步的，导电凝胶440可以为液态电解质凝胶，也可以采用固态的水胶体凝胶。在传感器附件100使用时，导电凝胶440所在面为正对人体皮肤而采集人体体征参数，例如心电信号、温度等。导电凝胶440具有较高的含盐量以最大化信号质量和较低的阻抗。同时，由于导电凝胶440含盐量高导致其保质期短，容易发生化学反应。如果导电凝胶440直接与导电层420接触，会影响导电层420的导电性能。因此导电层420和导电凝胶440之间需要通过阻挡层430进行分离，避免导电层420与导电凝胶440直接接触。阻挡层430可以直接印刷在所述基层410上，通常采用银或氯化银(Ag/AgCl)材料。阻挡层430厚度通常为几微米到十几微米。阻挡层430能够将导电凝胶440采集到的电信号传输至导电层420。
进一步具体的，所述导电过孔411中的导电介质可以为银或氯化银(Ag/AgCl)或者是碳油墨。或者也可以是其他能够电性连接导电层420和阻挡层430的材料。
本申请的传感器附件100将导电层和导电凝胶层分置于基层两侧，导电凝胶层与基板之间还设有阻挡层，在基层上设有过孔，以电性连接导电层和阻挡层。通过这种结构可以在基层不弯折的情况下实现传感器与传感器附件100的垂直电性连接，降低传感器组件的总体厚度，同时避免基层由于弯折造成的断路等异常，提高传感器附件100的稳定性。
更进一步的，所述导电凝胶440在所述阻挡层430上的投影包含于所述阻挡层430内。也就是说，所述导电凝胶440的面积小于所述阻挡层430的面积且贴附于所述阻挡层430之内，所述导电凝胶440只覆盖部分阻挡层430。以进一步防止导电凝胶440与其他导电介质接触。
进一步的，所述基层410为柔性不导电的材料。优选的，可以采用柔性PET、泡沫背衬或无纺布等柔性绝缘体。
进一步的，传感器附件100还包括连接层460。连接层460包括连接区域4601(图9中虚线围绕形成的区域)和边缘区域4602。所述基层410的具有阻挡层430及导电凝胶440的一面贴附在连接层460的连接区域4601，使得导电凝胶440与所述连接层460正对。连接区域还设有连通孔461，所述连通孔461的大小及位置与导电凝胶440对应，所述导电凝胶440可以经所述连通孔461与外界(电极)连接。进一步优选的，为了进一步确保佩戴的舒适性，应使得所述连接层460的边缘区域4602厚度小于0.1mm，连接区域4601的厚度可以略大于0.1mm。所述连接层460可以是一柔性薄膜。该薄膜具有良好的柔韧性与贴附性能。优选的，连接层460可以选用聚氨酯薄膜或硅胶薄膜材料制成。聚氨酯薄膜材料具有亲肤性、抗磨损、耐挠曲等优异的机械性能，此外还具有抗老化、抗霉菌性好的特点。
进一步的，所述传感器附件100还包括支撑层450，所述支撑层450设置于基层410的具有导电层420的一面且与所述连接层460配合形成一收容空间而将形成有导电层420、阻挡层430及导电凝胶440的基层410收容于其中。具体的，所述连接层460的边缘区域4602与所述支撑层450之间通过真空吸附连接而形成收容空间。所述支撑层450上设置有通孔451，所述导电层420可以通过所述通孔451与外界连通，以便与传感器附件100配合的传感器800电性连接。进一步具体的，所述通孔451与基层410的外形相同，且通孔451与基层410外形重合。传感器800可以穿过所述通孔451固定在所述连接层460上，并且经由所述通孔451，所述传感器能够与导电层420电性连接，而接收传感器附件100的导电凝胶采集的信号。
所述支撑层450的尺寸与所述连接层460的尺寸大致相同并具有一定的硬度，所述支撑层450能够起到撑平所述连接层460的作用。由于所述连接层460厚度较薄且具有一定的柔韧性，因此常态下会发生卷曲现象。当传感器组件600需要佩戴(贴附)到皮肤时，需先将所述连接层460撑平，造成传感器组件600的贴附过程比较复杂。通过增设与所述连接层460固定连接的支撑层50可以达到对连接层460预先撑平的目的，简化了传感器组件600的贴附过程。在完成传感器组件600的佩戴过程后，可以将所述支撑层450从所述连接层460上撕下，由于二者只是通过真空吸附固定连接，因此撕下的过程也比较简单。
具体的，如图9所示，该导电层420分为四个独立的区域，每个区域上设置一个输出电极(如图4中的第一输出电极12、第二输出电极13、第三输出电极14和第四输出电极15)，每个输出电极各对应于电路板组件82上的一个电极(即分别位于第一测量电路板821、第二测量电路板822、第一参考电路板826和第二参考电路板827上的电极)。该导电层420的四个区域平行设置于基层410的一面上，该阻挡层430分为了三个独立的区域(单通道传感器附件)，该阻挡层430的三个区域平行设置于基层410的另一面上，该导电凝胶440的个数为三个，分别贴附于阻挡层430的三个区域上，每个导电凝胶440上各设置一个输入电极用于采集人体电信号。即，图8中的第一输入电极26、第二输入电极27、第三输入电极28分别设置于该三个导电凝胶440上。每个贴附在阻挡层430的对应区域上的导电凝胶440的面积小于所贴附的区域的面积。该阻挡层430的位于中间的区域的面积与导电层420的位于中间的两个区域大致相等且位置大致对应，并与该导电层420的位于中间的两个区域通过相应的导电过孔411电性连接。该阻挡层430的位于两端的区域的位置与导电层420的位于两端的区域的位置大致对应，且阻挡层430的位于两端的区域与导电层420的位于两端的区域通过导电过孔411分别电性连接。
从而，位于中间的导电凝胶440与导电层420的位于中间的两个区域同时电性连接，位于两端的两个导电凝胶440与导电层420的位于两端的两个区域分别电性连接。
可以理解的是，在其他实施例中，所述导电层420和所述阻挡层430可以各包括四个独立区域(双通道传感器附件)，所述导电凝胶440的个数为四个。每个导电凝胶440上各设有一个输入电极(即，图5中的第一输入电极17、第二输入电极16、第三输入电极18和第四输入电极19)，用于与传感器800上的四个电极一一对应连接。每一导电凝胶440贴附于阻挡层430的一对应区域上或者通过导线连接至阻挡层430的对应区域。贴附在阻挡层430的对应区域上的导电凝胶440的面积小于所贴附的区域的面积。阻挡层430的每个区域都通过导电过孔411与设置于基层410一面的导电层420的一个区域电性连接。具体的，所述导电凝胶440的四个区域的位置可以根据实际需求进行调整，然后可以通过导线连接到对应的阻挡层430区域。
如图11所示，本申请还提供一种上述传感器组件的制作方法，包括如下步骤：
步骤S111：请结合参阅图1、图2和图10，首先，提供一电路板组件，将所述电路板组件放入第一型腔(图中未示)中进行第一次注塑，以在所述电路板组件下方形成具有第一底面8121、第二底面8122、第三底面8123、第一连接底面8124和第二连接底面8125的下壳体。
具体的，如图1、图2和图10所示，在对电路板组件82进行第一次注塑后，所述第一测量电路板821下方形成有第一底面8121，所述第二测量电路板822下方形成有第二底面8122，所述参考电路板823下方形成有第三底面8123，所述第一FPC 824下方形成有第一连接底面8124，所述第二FPC 825下方形成有第二连接底面8125。
步骤S113：然后，将所述电路板组件82从所述第一型腔中取出后放入第二型腔中进行第二次注塑，以在下壳体上形成具有第一顶面8111、第二顶面8112、第一连接顶面8114、第二连接顶面8115和第三顶面8113的上壳体811，所述下壳体812和所述上壳体811紧密配合形成壳体。具体的，所述第一顶面8111与所述第一底面8121之间形成第一收容腔，所述第二顶面8112与所述第二底面8122之间形成第二收容腔，所述第三顶面8113与所述第三底面8123之间形成第三收容腔，所述第一连接底面8124与所述第一连接顶面8114形成第一连接部815，所述第二连接底面8125与所述第二连接顶面8115形成第二连接部818。从而，所述传感器组件82的第一测量电路板821收容于所述第一收容腔、第二测量电路板822收容于所述第二收容腔、参考电路板823收容于所述第三收容腔内，所述第一FPC 824收容于所述第一连接部815内。所述第二FPC 825收容于所述第二连接部818内。也就是说，通过两次注塑成型，使得电路板组件82被上壳体81和下壳体82完全包裹。两次注塑后上壳体和下壳体之间没有分型线，使得传感器组件的佩戴更加舒适，气密性更强，而且也更加美观。
进一步的，所述传感器组件的制作方法还包括步骤：在进行第一次注塑成型前，将所述电路板组件82与外框828连接，所述电路板组件通过外框828实现在第一型腔中的定位。具体的，外框828上设置有定位孔829，通过定位孔829与第一型腔中的定位机构进行定位以及注塑完成后，将电路板组件82从第一型腔中顶出。
进一步的，所述传感器组件的制作方法还包括步骤：当电路板组件82在完成第一次注塑成型，将其从第一型腔中取出后，将外框828从电路板组件82上除去。由于此时下壳体812与电路板组件82已固定在一起，可以通过下壳体812上的孔与第二型腔中的定位机构进行对位，实现对电路板组件82的固定，完成第二次注塑过程。
可以理解的是，本申请中的注塑采用的是液态硅胶材料进行注塑。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (22)

1.一种传感器组件，其特征在于，包括壳体和电路板组件，所述壳体包括第一收容腔、第二收容腔、第一连接部、第二连接部和第三收容腔，所述第一连接部连接所述第一收容腔和所述第三收容腔的一端，所述第二连接部连接所述第二收容腔和所述第三收容腔的另一端，所述电路板组件收容于所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔内，所述第一连接部及所述第二连接部的宽度小于所述第一收容腔、所述第二收容腔及所述第三收容腔的宽度，所述第一连接部和所述第二连接部沿宽度方向设置有缓冲槽，所述电路板组件包括收容于所述第一收容腔的第一测量电路板、收容于所述第二收容腔的第二测量电路板、收容于所述第三收容腔的参考电路板、收容于所述第一连接部的第一FPC和收容于所述第二连接部的第二FPC，所述参考电路板一端通过所述第一FPC与所述第一测量电路板连接，所述参考电路板另一端通过所述第二FPC与所述第二测量电路板连接，所述参考电路板包括第一参考电路板、第二参考电路板和第三FPC，所述第一参考电路板与所述第一测量电路板连接，所述第二参考电路板与所述第二测量电路板连接，所述第一参考电路板与所述第二参考电路板之间通过所述第三FPC连接。
2.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述第三收容腔的厚度大于所述第一收容腔及所述第二收容腔的厚度。
3.如权利要求1或2所述的传感器组件，其特征在于，所述第三收容腔的在电路板组件所在平面的投影面积大于所述第一收容腔在电路板组件所在平面的投影面积，且所述第三收容腔在电路板组件所在平面的投影面积大于所述第二收容腔在电路板组件所在平面的投影面积。
4.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，还包括电池，所述电池设置在所述第三FPC上。
5.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体配合形成所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔，所述电路板组件介于所述上壳体和所述下壳体之间，所述缓冲槽设置在所述上壳体上。
6.如权利要求5所述的传感器组件，其特征在于，所述上壳体与所述下壳体一体成型。
7.如权利要求6所述的传感器组件，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体采用硅胶材料。
8.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，还包括传感器附件，所述传感器附件包括基材，依次排列地设于所述基材一面的第一输出电极、第二输出电极、第三输出电极及第四输出电极，依次排列地设于所述基材另一面的第一输入电极、第二输入电极和第三输入电极，所述第一输入电极与所述第一输出电极电性连接，所述第三输入电极与所述第四输出电极电性连接，所述第二输入电极与所述第二输出电极和/或所述第三输出电极电性连接，所述第一输入电极和所述第三输入电极的中心距离大于等于60mm。
9.如权利要求8所述的传感器组件，其特征在于，所述第二输出电极、所述第三输出电极同时与所述第二输入电极电性连接。
10.如权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述第二输入电极设置于所述第一输入电极和所述第三输入电极中间。
11.如权利要求8所述的传感器组件，其特征在于，还包括设于所述基材另一面的第四输入电极，所述第四输入电极与所述第二输出电极电性连接，所述第二输入电极与所述第三输出电极电性连接，所述基材呈L形，所述基材包括第一长臂和第二长臂，所述第一输入电极、所述第二输入电极和所述第三输入电极在第一长臂上沿远离所述第二长臂方向依次排布，所述第四输入电极设置于所述基材的第二长臂上。
12.如权利要求11所述的传感器组件，其特征在于，所述第四输入电极与所述第一输入电极的中心距离为70~90mm。
13.如权利要求11所述的传感器组件，其特征在于，所述第一长臂与所述第二长臂的夹角为90°~150°。
14.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，还包括传感器附件，所述传感器附件包括基层、形成于所述基层一面的导电层、形成于所述基层另一面的阻挡层和贴附于所述阻挡层之上的导电凝胶，所述基层上设有贯穿基层两面的导电过孔，所述导电层和所述阻挡层通过导电过孔电性连接。
15.如权利要求14所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器附件还包括连接层，所述连接层上设有连通孔，所述基层设有所述导电凝胶的一面贴附于所述连接层，所述导电凝胶通过所述连通孔外露。
16.如权利要求15所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器附件还包括支撑层，所述支撑层可分离地贴附在所述连接层上，所述支撑层上设有通孔，所述导电层通过所述通孔外露。
17.如权利要求16所述的传感器组件，其特征在于，所述支撑层与所述连接层之间通过真空吸附固定。
18.如权利要求14所述的传感器组件，其特征在于，所述导电凝胶在所述阻挡层上的投影包含于所述阻挡层。
19.一种用于制作如权利要求1-18任意一项传感器组件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一电路板组件，将所述电路板组件放入第一型腔中进行第一次注塑，以在所述电路板组件下方形成具有第一底面、第二底面、第一连接底面、第二连接底面和第三底面的下壳体；
将所述电路板组件从所述第一型腔中取出后放入第二型腔中进行第二次注塑，以在下壳体上形成具有第一顶面、第二顶面、第一连接顶面、第二连接顶面和第三顶面的上壳体，所述下壳体和所述上壳体形成壳体，以收容所述电路板组件。
20.如权利要求19所述的传感器组件的制作方法，其特征在于，在将所述电路板组件放入第一型腔中进行第一次注塑过程中，所述电路板组件与外框连接，所述电路板组件通过外框实现在第一型腔中的定位。
21.如权利要求20所述的传感器组件的制作方法，其特征在于，在将所述电路板组件从所述第一型腔中取出后放入第二型腔中进行第二次注塑过程中，包括将所述电路板组件从所述第一型腔中取出，去除所述外框，将所述电路板组件放入第二型腔中，通过所述下壳体实现电路板组件在第二型腔中的定位。
22.如权利要求19所述的传感器组件的制作方法，其特征在于，所述第一顶面与所述第一底面之间形成第一收容腔，所述第二顶面与所述第二底面之间形成第二收容腔，所述第三顶面与所述第三底面之间形成第三收容腔，所述第一连接底面与所述第一连接顶面形成第一连接部，所述第二连接底面与所述第二连接顶面形成第二连接部，所述电路板组件收容于所述第一收容腔、所述第二收容腔、所述第一连接部、所述第二连接部和所述第三收容腔内。
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