CN203953635U - 一种压力传感器组件及动脉搏动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压力传感器组件及动脉搏动检测装置，其中，该动脉搏动检测装置包括：壳体；位于壳体内背对背设置的上压力传感器和下压力传感器，所述下压力传感器外周套设有密闭的下弹性气囊，所述下弹性气囊突出于所述壳体的下表面，所述下压力传感器通过所述下弹性气囊挤压人体动脉位置；突出于所述壳体上表面的握柄，所述握柄伸入所述壳体内，向所述上压力传感器施加按压力。位于壳体内的处理器，所述处理器与所述上压力传感器、下压力传感器电连接，通过所述上压力传感器和下压力传感器检测的压力，获取所述人体动脉的瞬时脉搏压力信息。本实用新型能够简单直接获得被测部脉搏压力信号，进而得到人体脉搏信息。

Description

一种压力传感器组件及动脉搏动检测装置

技术领域

本实用新型涉及体参数检测技术领域，具体是涉及一种压力传感器组件及动脉搏动检测装置。 

背景技术

随着人们对自身健康的重视，家庭用的体参数检测装置越来越受到人们的关注。而血压的检测是人们常用的体参数检测装置之一，目前最普及的一种测血压装置，它采用传统的示波法，这种方法已有100多年历史，其利用充气袖带或腕带阻断动脉血流，在慢速放气过程中，检测血管壁的振动波，并找出振动波的包络与振动波的关系，来估算血压。其主要缺点是：体积、重量、耗电都很大，且测量耗时，需要几百秒。 

现也有采用压力传感器以检测脉搏跳动的振动波。然而，目前脉搏及血压测量仪器中采用的压力传感器通常只能单独检测到脉位上包含按压力和脉搏压力的总压力，再对该总压力波形进行复杂的算法如示波法过滤才能得到脉搏自身的压力波形，进而求得血压，运算复杂。 

另外，中医诊脉已有上千年的历史，通过对脉象的分析，能够预防各种疾病，一种便携式的测量脉搏的装置也被人们迫切需求。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种动脉搏动检测装置及其相关装置、通信系统，能够通过外设的弹性气囊与人体动脉接触，可以准确测量人体脉搏及血压信息。 

为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种动脉搏动检测装置，包括：壳体； 

位于壳体内背对背设置的上压力传感器和下压力传感器，所述下压 力传感器外周套设有密闭的下弹性气囊，所述下弹性气囊突出于所述壳体的下表面，所述下压力传感器通过所述下弹性气囊挤压人体动脉位置； 

突出于所述壳体上表面的握柄，所述握柄伸入所述壳体内，向所述上压力传感器施加按压力。 

位于壳体内的处理器，所述处理器与所述上压力传感器、下压力传感器电连接，通过所述上压力传感器和下压力传感器检测的压力，获取所述人体动脉的瞬时脉搏压力信息。 

其中，所述处理器包括减法电路或者除法电路，所述减法电路的两个输入端分别与所述上压力传感器和下压力传感器连接，所述除法电路的两个输入端分别与所述上压力传感器和下压力传感器连接。 

其中，所述处理器还包括与所述减法电路或者除法电路的输出端连接的血压计算模块。 

其中，所述下弹性气囊的外周呈凸半球形。 

其中，所述下弹性气囊的材质为橡胶。 

其中，所述上、下压力传感器为硅压阻式传感器或薄膜压阻式传感器。 

其中，所述动脉搏动检测装置进一步包括显示器、操作键、语音提示模块、通讯模块、I/O接口中的至少一项，其中， 

所述显示器与所述处理器电连接，用于显示所述动脉搏动检测装置的相关信息； 

所述操作键与所述处理器电连接，用于输入控制命令； 

所述语音提示模块与所述处理器电连接，用于给出所述动脉搏动检测装置操作过程及测试结果的语音提示； 

所述通讯模块与所述处理器电连接，用于输入用户的个人信息及发送所述用户的检测信息，实现所述动脉搏动检测装置与外部移动终端的通讯连接； 

所述I/O接口与所述处理器电连接，用于使所述动脉搏动检测装置与所述外部移动终端有线连接或对所述动脉搏动检测装置充电。 

其中，所述通讯模块为蓝牙模块、无线网络模块或NFC近场通讯模 块 

为解决上述问题，本实用新型还提供一种压力传感器组件，包括：上压力传感器和下压力传感器，其中，所述压力传感器和下压力传感器背对背设置；下弹性气囊，套设于所述下压力传感器的外周，所述下压力传感器密闭于所述下弹性气囊内。 

其中，所述压力传感器组件还包括上弹性气囊，所述上弹性气囊套设于所述上压力传感器的外周，所述上压力传感器密闭于所述上弹性气囊内。 

区别与现有技术，本申请通过利用弹性气囊对受力位置和方向不敏感的性质，并结合上、下压力传感器得到直接获得被测部自身压力信号，进而得到人体的脉象信息和血压值。 

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本申请动脉搏动检测装置实施例一的结构示意图； 

图2是图1所示实施例在按压过程中上压力传感器敏感到的上压力值的波形示意图； 

图3是图1所示实施例在按压过程中下压力传感器敏感到的下压力值的波形示意图； 

图4是图1所示实施例在按压过程中脉搏压力值的波形示意图； 

图5是图1所示实施例中处理器的结构示意图； 

图6是图1所示实施例中处理器的减法电路示意图； 

图7是本申请动脉搏动检测装置实施例二中处理器的结构示意图； 

图8是本申请动脉搏动检测装置采用薄膜压阻式传感器的结构示意图； 

图9是本申请动脉搏动检测装置实施例四的结构示意图； 

图10是本申请动脉搏动检测装置实施例五的结构示意图； 

图11是该传感器组件的复用电路的电路示意图； 

图12是本申请血压测量方法实施例一的流程图； 

图13是动脉搏动检测装置接受按压时，上、下压力传感器的受力情况示意图； 

图14是本申请血压测量方法实施例三的流程图； 

图15是本申请智能腕带实施例一的立体结构示意图； 

图16是本申请智能腕带实施例二的立体结构示意图； 

图17是本申请通信系统实施例一的结构示意图； 

图18是本申请通信系统实施例二的结构示意图； 

图19是本申请动脉搏动检测装置实施例一的结构示意图。 

具体实施例

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。 

动脉搏动检测装置实施例一： 

请参阅图1至图6，图1是本申请动脉搏动检测装置实施例一的结构示意图，图2是图1所示实施例在按压过程中上压力传感器敏感到的上压力值的波形示意图，图3是图1所示实施例在按压过程中下压力传感器敏感到的下压力值的波形示意图，图4是图1所示实施例在按压过程中脉搏压力值的波形示意图，图5为图1所示实施例中处理器的结构示意图。动脉搏动检测装置100包括上压力传感器110、下压力传感器120、下弹性气囊121以及处理器130。 

具体而言，该上压力传感器110、下压力传感器120背对设置，以分别对应用于测量来自上部按压的上压力F_上和来自下部按压的下压力F_下。作为优化实施例，该动脉搏动检测装置100还可以包括起固定作用 的电路板140，上压力传感器110和下压力传感器120背对背地贴装在电路板130相背的两面，处理器130设于电路板140，与上压力传感器110和下压力传感器120电连接。当然，在其他实施例中，上、下压力传感器和处理器未必限定设置在电路板上，可采用其他方式背设上、下压力传感器并与处理器连接，如直接背设并固定在动脉搏动检测装置的外壳上，并通过电线与固定在外壳上的处理器连接等。 

该下压力传感器120的外周套设有密闭的下弹性气囊121。当下弹性气囊121受到动脉位置挤压时发生弹性形变，导致其密闭空间内的气体压力发生变化，下压力传感器120通过敏感该气体压力的值以间接测得动脉位置的压力。优选地，该下弹性气囊121呈凸半球形，以便能够与人体手腕部的动脉位很好地接触，当然，下弹性气囊121的形状不限于此，能够起到与人体手腕部动脉很好地接触作用即可。另外，下弹性气囊121由橡胶等软质材料制成。 

在进行血压测量时，下弹性气囊121与人体肢体的动脉位置(即人体肢体的动脉位置的人体表皮软组织，如手腕部的挠动脉位置的人体表皮软组织)相贴触，当用户从上部按压上压力传感器110，如用户用手按压时，垂直按压的上压力F_上依序通过下压力传感器120、下弹性气囊121作用于动脉位。上压力传感器110敏感到垂直按压的上压力F_上，下压力传感器120则敏感到动脉位通过下弹性气囊121传递的下压力F_下，其中下压力F_下具体为上压力F_上的反作用力和动脉位的脉搏压力的合力。由于下弹性气囊121与手腕的接触面积很大，例如，接触面积为5～10mm圆周面积，优选8mm，而下压力传感器120的受力仅仅与下弹性气囊121内的压力有关，而与下弹性气囊121表面受力的位置无关，因此对于测量脉搏的位置精度并不敏感，同时对测量姿态微小的变化也不敏感。换句话说，在血压测量时，并不要求作用力必须作用在下压力传感器120的几何中心线上，只要下压力传感器120外部的下弹性气囊121能够接触到动脉位置即可，即对受力的位置和角度没有严格要求。这就可以在保证测量精度的情况下，降低了对用户的操作要求。 

在上压力传感器110敏感到该上压力F_上，下压力传感器120敏感到 动脉位通过下弹性气囊121传递的该下压力F_下时，处理器130同步获取上压力传感器110的上压力值和下压力传感器120的下压力值，根据下压力值和上压力值间的差值或者比值计算人体的收缩压和舒张压。例如，用户将下弹性气囊121贴触在动脉位置附近，并按压动脉搏动检测装置100过程中，处理器130通过采样电路多次同步采样上压力传感器110检测到上压力F_上和下压力传感器120检测到的下压力F_下，由采样到的所有上压力组成连续的上压力值F_上(t)(如图2所示)，由采样到的所有下压力组成连续的下压力值F_下(t)(如图3所示)，采样电路输入到减法电路如图6所示，处理器130中的减法电路的两个输入端分别与上压力传感器110、下压力传感器120连接，减法电路将上压力传感器110检测到的下压力值与下压力传感器120检测到的上压力值作差，输出在按压过程中的动脉位置的脉搏压力信号，该脉搏压力信号即该动脉位置的脉搏波形(如图4所示)。处理器120输出该动脉位置的脉搏波形，以供用户对该动脉位置的脉搏波形进行比较、分析和评估。需要说明的是，本实施例通过采样获得为数字信号的压力值，但在其他实施例中也可直接持续获取在按压过程中压力得到为模拟信号的压力值，在此不作限定。 

在另一实施例中，处理器还可进一步将该动脉位置的脉搏波形发送给移动终端，移动终端向用户显示该动脉位置的脉搏波形，用户或者该移动终端对动脉的脉搏波形的幅值、相位、频率等信息进行比较、分析和评估，得到该动脉位置的内部状态，更优化地，还可将动脉搏动检测装置按压在不同动脉位置上，获得不同动脉的脉搏波形，移动终端分析不同动脉的脉搏波形的参数如幅值、相位、频率，得到人体状况。 

优化地，本实施例中，处理器120在获得该脉搏压力值F(t)后，还从该脉搏压力值F(t)计算得到用户的收缩压和舒张压，或者脉搏周期等参数。 

具体，本实施例中该处理器130包括压力获取模块131、压力计算模块132和血压计算模块133。。其中，压力获取模块131用于同步获取在动脉搏动检测装置100接受外部按压力过程中上压力传感器110反馈的上压力值F_上(t)和下压力传感器120反馈的下压力值F_下(t)，压力计算模 块132计算下压力值F_下(t)与上压力值F_上(t)间的差值或比值。具体，该压力获取模块131为采样电路、压力计算模块132为减法电路或除法电路。 

采样电路分别对上压力传感器110感应的上压力的电信号、下压力传感器120感应下压力的电信号进行同步采样对应得到上压力值和下压力值，并将上压力值和下压力值输入到减法电路中，减法电路对上压力值和下压力值进行减法处理得到压力差值，处理器将该压力差值作为输出在按压过程中的动脉位置的脉搏压力值输出。 

血压计算模块133则根据该差值或比值求得人体的收缩压和舒张压。例如，血压计算模块133获取在接受外部按压力F_上(t)，且该外部按压力F_上(t)增大过程中的差值最接近0或者比值最接近1的两个时刻(如图4中的t1、t2)所对应的两个上压力值，或者获取在接受外部按压力F_上(t)，且该外部按压力F_上(t)减小过程中的差值最接近0或者比值最接近1的两个时刻(如图4中的t3、t4)所对应的两个上压力值，由该两个上压力值中的较大值得到收缩压，由较小值得到舒张压。具体，血压计算模块133将该两个上压力值中的较大值作为手腕处的收缩压，将较小值作为手腕处的舒张压，通过手腕处与心脏的血压关系，计算得到心脏处的收缩压、舒张压。 

另外，处理器还可包括周期检测电路，周期检测电路根据压力差值信号的周期变化确定脉搏周期信息。 

其中，上述处理器的所有模块均用模拟电路来实现，例如压力获取模块131在通过采样获取压力值时，可以通过采样电路实现，压力计算模块132可以通过计算电路实现，其中计算电路可以为减法电路(如图6所示)或者除法电路，血压计算模块133用检测电路实现，由于上述电路为现有技术，在此不作赘述。 

当然，上述处理器中的模块的功能可采用计算机程序实现，再次不作限定。 

优选地，本实施例中上、下压力传感器采用灵敏度较高的压力传感器，例如硅压阻式压力传感器，硅压阻式压力传感器内部包括硅片电桥、微型机械结构、ADC电路、温度传感结构及串行接口等，其具体的原理 与工作过程为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。该传感器安装尺寸小，比如可以小于9×9mm。 

在其他实施例中，上、下压力传感器可以分别采用不同类型的压力传感器，譬如，下压力传感器120采用硅压阻式传感器，因为其灵敏度高，所以在其外部设置有下弹性气囊121，通过下弹性气囊121内部空气压力的变化来检测压力值，而上压力传感器110则可以采用其他形式的压力传感器，譬如柱式压力传感器等，外部可以不设置有弹性气囊，而直接敏感施加的压力。上、下压力传感器具体选用哪种类型此处不做限定。 

此实施例的动脉搏动检测装置通过上、下压力传感器的相互校正的同时利用弹性气囊对受力位置和方向不敏感的性质，可以准确测量出人体血压参数。 

动脉搏动检测装置实施例二： 

优化地，请参阅图7，图7为本申请动脉搏动检测装置实施例二中处理器的结构示意图。本实施例二与上实施例一结构基本相同，其区别在于：处理器730还包括比例计算模块734。压力获取模块731还用于要在动脉搏动检测装置没有接受外部按压力时至少获取在一个脉搏周期内下压力传感器的下压力值并组成脉搏压力变化曲线，比例计算模块734根据该脉搏压力变化曲线计算脉搏高压值和脉搏低压值的比例关系，进而得到人体收缩压和舒张压的比例关系，血压计算模块733根据该差值或者比值求得人体的收缩压或舒张压，再根据该人体收缩压和舒张压的比例关系计算对应的舒张压或收缩压。 

例如，动脉搏动检测装置的下弹性气囊贴触在动脉位置附近，压力获取模块731多次采样下压力传感器的下压力，将采样到的所有下压力组成脉搏压力变化曲线。比例计算模块734获取该脉搏压力变化曲线上的峰值作为脉搏高压值和谷值作为脉搏低压值，计算脉搏高、低压值间的比例作为人体收缩压和舒张压间的比例。血压计算模块733获取在动脉搏动检测装置接受外部按压力，且该外部按压力增大或者减小过程中 下、上压力值间的差值接近于0或者比值接近于1的两个时刻对应的两个上压力值，由该两个上压力值中的较大值得到收缩压值，再根据该人体收缩压和舒张压的比例关系求得舒张压值，或者获取在接受外部按压力过程中该差值接近于0或者比值接近于1的两个时刻对应的两个上压力值，由该上压力值中的较小值得到舒张压值，再根据人体收缩压和舒张压的比例关系求得收缩压值。其中，比例计算模块734具体可以通过除法电路实现。 

动脉搏动检测装置实施例三： 

请参阅图8，图8是本申请动脉搏动检测装置采用薄膜压阻式传感器的结构示意图。本实施例三与上实施例一或二结构基本相同，其区别在于：上压力传感器810、下压力传感器820可以采用安装尺寸更小的压力传感器，以便使动脉搏动检测装置的整体结构更加小巧、便携，例如采用薄膜压阻式压力传感器，其安装尺寸可以小于6×6mm。另外，根据本实用新型实施例的需要还可以定制尺寸更小的压力传感器。 

动脉搏动检测装置实施例四： 

请参阅图9，图9为本申请动脉搏动检测装置实施例四的结构示意图，作为前述实施例的进一步优化，本实施例中的动脉搏动检测装置900还可以包括上弹性气囊911，该上弹性气囊911套设在上压力传感器910的外周，上压力传感器910密闭于上弹性气囊911内，上弹性气囊911的材质、结构形式以及与上压力传感器的配合原理与下弹性气囊对应相同，此处不再详述。 

值得一提的是，上弹性气囊911的弹性系数可以比下弹性气囊921的弹性系数要大，相差20-50倍，使套有弹性系数大的上弹性气囊911的上压力传感器910的动态响应比套有弹性系数小的下弹性气囊921的下压力传感器920低。 

本实施例的动脉搏动检测装置上、下压力传感器外均套设有弹性气囊，可以使上压力传感器910的测量数据也更加准确，同时也对上压力传感器910起到很好的保护作用。 

动脉搏动检测装置实施例五： 

请参阅图10，图10为本申请动脉搏动检测装置实施例五的结构示意图。作为前述实施例的进一步拓展，该动脉搏动检测装置1000还可以包括均与处理器1030连接的显示器1050、操作键1060、语音提示电路1070、通讯电路1080、I/O接口1090和壳体1100。 

其中，处理器1030以及上压力传感器1010、下压力传感器1020固定设在壳体1100的内部，且上弹性气囊、下弹性气囊则分别突出于壳体1100的上、下表面，以便在按压过程中，上弹性气囊能够接触外部按压力、下弹性气囊能够接触到人体手腕部的动脉位置。 

显示器1050设于壳体1100的上表面，用于显示相关数据信息，优选液晶或者LED屏作为显示器1050。 

操作键1060则设在壳体1100的侧边或者上表面，用于对该动脉搏动检测装置进行相关操作控制命令的输入，操作键1060的数量可以为一个或多个，且设置位置也不限为侧边或上表面，此处对操作键1060的数量和设置位置不做限定。 

语音提示电路1070，如扬声器，可以发出操作过程及测试结果的语音提示，方便用户使用，增强人机交流体验。 

通讯电路1080优选采用无线通讯的形式，具体可以为蓝牙模块、无线网络模块或NFC近场通讯电路等，当然通讯电路1080也可采用有线通讯，如通过USB接口或者以太网接口与外部终端通信。该通讯电路1080还可设置有唯一的设备标识(ID)号，用户可以通过录入个人信息的形式进行设置个人账号，通讯电路1080则可以将对应ID号和该动脉搏动检测装置测量得到的数据信息发送到远程服务器或移动终端上，以便对数据进一步分析及存储。其中，录入个人信息的形式又可以为输入用户姓名或通过指纹识别装置输入用户指纹等。 

I/O接口1090则主要用于该动脉搏动检测装置与外部设备的有线连接，譬如可以通过USB接口连接到计算机上进行数据的传输，通过充电接口对动脉搏动检测装置充电等，在本领域技术人员的理解范围内，此 处不再详述。 

通过对上述实施例的动脉搏动检测装置功能进一步优化，使该动脉搏动检测装置功能更加完善，同时兼容性及实用性更强。当然，在其他实施例中，动脉搏动检测装置也可以只包括显示器、操作键、语音提示电路、通讯电路、I/O接口和壳体的一项或多项。 

传感器组件实施例一： 

本实用新型还涉及一种压力传感器组件，该压力传感器组件包括背对背设置的上、下压力传感器，以及套设在下压力传感外周的下弹性气囊，下压力传感器密闭于下弹性气囊内。具体，本实施例中压力传感器的上。 

在压力传感器组件的进一步优化实施例，该压力传感器组件还可以包括套设于上压力传感器外周的上弹性气囊。 

上、下压力传感器和上、下弹性气囊如上述实施例中的上、下压力传感器和上、下弹性气囊，具体说明请参阅上面实施例，此处不再赘述。 

特别需要提出的是压力传感器组件还可以设计为两个压力感应电路(上压力感应电路A和下压力感应电路B)复用同一输出电路(复用电路DM)的形式并封装作为一个压力传感器，图11为该传感器组件的复用电路的电路示意图，这种结构的压力传感器组件使得结构简单，测力更准确。弹性气囊等其他各部件的结构、连接关系以及功能原理与上述实施例相同，此处亦不再赘述。该实施例提供的压力传感器组件将两个压力传感器整合在一起，使传感器直接相互作用并复用同一输出电路，测量数据更加准确的同时节省了一个输出电路和传感器外壳等结构。 

动脉搏动检测装置实施例一： 

请参阅图19，图19为本申请动脉搏动检测装置实施例一的结构示意图，该动脉搏动检测装置包括处理器和如上面实施例中的压力传感器组件及壳体，压力传感器组件和处理器设于壳体内，弹性气囊突出于壳 体下表面。具体，该压力传感器组件中的下压力传感器外周套设有密闭的下弹性气囊191，下压力传感器通过外周套设的下弹性气囊191对应设置在人体动脉位置(即人体动脉位置的人体表面组织，如用户身体上的某一处动脉表面)，另外，本实施例中该动脉搏动检测装置还包括与上压力传感器连接的握柄192，以便于用户通过按压握柄192将动脉搏动检测装置按压在人体动脉位置上。例如握柄192设置在上压力传感器远离下压力传感器的一侧上，使得上压力传感器能够检测到用户作用在握柄上的压力。具体为握柄192伸入所述壳体内，向上压力传感器施加按压力。位于壳体内的处理器，与上压力传感器、下压力传感器电连接，通过上压力传感器和下压力传感器检测的压力，获取人体动脉的瞬时脉搏压力信息。 

当然，其他实施例中，动脉搏动检测装置可根据实际需要不设置把手，或者采用其他设置方式，在此不作限定。 

具体，处理器分别与上压力传感器和下压力传感器电连接。在脉搏动检测装置接受到外部压力F，如用户把持握柄192，并施力使得下弹性气囊挤压人体动脉位置，处理器获取该上压力传感器检测到的上压力(外部压力F)和下压力传感器检测到的下压力(动脉位置产生的压力)，并计算下压力与上压力间的差值或比值，根据上面实施例分析可知，该差值或比值即为该动脉位置的脉搏压力(即该动脉位置的脉搏瞬时波形)，处理器输出该动脉位置的脉搏瞬时波形，以供用户对该动脉位置的脉搏波形进行比较、分析和评估。 

在另一实施例中，处理器还可进一步将该动脉位置的脉搏瞬时波形发送给移动终端，移动终端向用户显示该动脉位置的脉搏波形，用户或者该移动终端对动脉的脉搏波形的幅值、相位、频率等信息进行比较、分析和评估，得到该动脉位置的内部状态，更优化地，还可将动脉搏动检测装置按压在不同动脉位置上，获得不同动脉的脉搏波形，移动终端分析不同动脉的脉搏波形的参数如幅值、相位、频率，得到人体状况。 

当然，在再一实施例中，处理器也可自行对动脉位置的脉搏波形进行比较、分析和评估。 

血压测量方法的实施例一： 

请参阅图12，图12是本申请血压测量方法实施例一的流程图。本实施例的动脉搏动检测装置具体为上面实施例所述的动脉搏动检测装置，可用于测量人体参数，如脉搏、血压。其具体结构如上相关说明，在此不作赘述。其中，该血压测量方法包括以下步骤： 

步骤S1201：佩戴于用户肢体的动脉搏动检测装置接受外部的按压力，其中，所述动脉搏动检测装置内设置有背对背的上压力传感器和外周套设有下弹性气囊的下压力传感器，所述下压力传感器通过外周套设的下弹性气囊挤压人体肢体的动脉位置。 

例如，用户将动脉搏动检测装置的下弹性气囊至少部分与手腕部的脉位相贴触，以保证下压力传感器能够通过该下弹性气囊感应到动脉位置产生的压力，并且另一只手按压上压力传感器数秒，如4～10秒，优选6秒。通过另一只手按压产生的上压力的变化，从松到紧，腕动脉的血流从畅通到阻断，然后上压力再从紧到松开，腕动脉的血流又从阻断到畅通，保证能够测得用户的高、低血压值。该下压力传感器通过外周套设的下弹性气囊挤压人体肢体的动脉位置，使得该动脉位置在按压时产生下压力。 

步骤S1202：所述上压力传感器和下压力传感器持续进行压力检测。 

所述上、下压力传感器在按压过程中分别敏感到来自外部按压的上压力和动脉位置的下压力，其中，该下压力为上压力的反作用力和脉搏压力的合力。 

步骤S1203：动脉搏动检测装置同步获取所述上压力传感器检测到的上压力值和所述下压力传感器检测到的下压力值。 

例如，在动脉搏动检测装置接受按压时，上、下压力传感器的受力情况如图13所示。动脉搏动检测装置的处理器同步采样上、下压力传感器检测的上、下压力，由采样到的所有上压力组成连续的上压力值，由采样到的所有下压力组成连续的下压力值。其中，上压力变化情况大致如图2所示。基于作用力等于反作用力的原理，处于下弹性气囊中的下压力传感器，既能敏感到来自上压力传感器的与外加压力相等的反作 用力，又能敏感到来自人体手腕部的脉搏压力变化。如图3所示，下压力传感器感应输出的下压力值为上压力的反作用力和脉搏压力的合力。其中，为保证能够准确测量出脉搏压力，上、下压力传感器的采用灵敏度比较高的传感器，例如基于纳米硅薄膜的微压力传感器、硅压阻式传感器等。 

需要说明的是，本实施例通过采样获得为数字信号的压力值，但在其他实施例中也可直接持续获取在按压过程中压力得到为模拟信号的压力值，在此不作限定。 

步骤S1204：所述动脉搏动检测装置根据所述下压力值和上压力值间的差值或者比值计算人体的收缩压和舒张压。 

动脉搏动检测装置的处理器将连续的下压力值与上压力值作差得到在按压过程中的动脉位置的脉搏压力值(如图4所示)，从该脉搏压力值计算得到用户的收缩压和舒张压，或者脉搏周期等参数。 

具体，由于脉搏压力的变化是周期性的，且其周期等于心跳周期，本实施例处理器获取的按压过程中的脉搏压力值后，获取脉搏压力值在按压过程中的峰值，计算相邻峰值之间时间作为脉搏压力的变化周期，即心跳周期，其中，对心跳周期作倒数处理即获得平均心率。当然，处理器也可根据比较确定谷值或者现有其他根据脉搏压力值得到心率的方法来确定变化周期，在此不作限定。 

在测量血压时，其中，按压过程中上压力传感器受到的外加上压力具体由小到大，再由大到小，以使血流出现阻断到流通的缓慢过程。经大量实验数据证明，当上压力逐渐增大至收缩压(高血压值)时，腕动脉的血流从畅通变成阻断，在阻断状态下，血压为0，即下压力传感器感应到脉搏压力为0；当上压力从大逐渐减小至收缩压时，腕动脉的血流又从阻断到畅通，直到上压力减小至舒张压(低血压值)时，下压力传感器感应到脉搏压力也为0，理论和实验相结合下发现，除上述两种情况外，下压力传感器感应到的脉搏压力均不为0。 

鉴于上述实验验证，本实施例采用创新式的算法获得血压值：在获得脉搏压力值后，处理器查找出在上压力增大过程中脉搏压力值最接近 0时的采样时刻t1、t2，或者上压力减小过程中脉搏压力值最接近0时的采样时刻t3、t4，进而该两个时刻获取的上压力值，比较两个上压力检测值的大小，两个中较大的判断为手腕处测得的高血压值，较小的判断为手腕处测得的低血压值。处理器根据心脏与手腕动脉位之间血压比例，将上述测量的血压值换算为心脏出的高低血压值。由于手腕动脉位与心脏之间的血压换算为本领域公知常识，故不作具体说明，并且，在后面实施方式中，在获得手腕动脉位测得的高低血液值后，默认执行换算为心脏处高低血压值的步骤。 

需要说明的是，在用于测量血压时，为使测量的压力信号更准确，处理器的采样周期设置为毫秒(ms)，例如为1～10ms，优选为2ms，手握压力的时间为大于4秒，例如为6s，那么每条压力值在按压过程中变化曲线的数据有6000/2＝3000点，期间至少经历了3～6个完整的心跳周期，且每个心跳周期至少有500个采样数据，极大提高了心跳周期的准确度，使得仅利用该3～6个心跳周期即可较精确计算出的实际心跳周期。可见本申请6s的测量耗时比传统方法几百秒，缩短了几十倍。 

区别于传统示波法需要大量运算才能间接求得血压，本申请利用足够灵敏的压力传感器和上述简单的算法即可直接测量出血压值，极大降低了运算量和运算时间，且建立在大量实验数据上，得到的血压值相对准确，是在血压测量领域的一大创新。同时，传统的示波法需要耗费较长时间以获得大量脉搏信号，保证从脉搏信号归一化的包络线的准确性。而采用本申请上述直接获得血压值的方法，完全脱离包络线，故无需耗费过多时间，仅需几秒即可得到准确的血压值。而且，可直接采用手握式进行测量，无需设置充气作用的气囊和气泵，大大减少了体积和重量，使得检测装置轻便化。进一步地，由于本申请检测装置轻便，可设置为腕戴式，可实现实时检测人体脉搏、血压情况。 

另外，更进一步优于现有气泵式血压计需在降压过程中缓慢放气测得血压方法，利用在外部按压力增大(加压)和减小(降压)过程中按压力等于收缩压或舒张压的情况，且本申请无需气泵加气加压，不会产生噪声影响血压测量，故本申请可以选取加压或降压中的一个过程测量 血压，或者可同时选取加压和减压过程分别测量出两侧血压值，通过平均值得到更为准确的血压值。 

当然，本实施例是作为优化例，在其他实施例中，也可利用本申请动脉搏动检测装置获得脉搏压力值，采用现有其他根据脉搏压力值或者相对脉搏压力值获得高、低血压的方法获得高低血压值，故如也可采用现有示波法对按压过程中的脉搏压力值进行计算分析得到血压值，如波形特征法、幅度系数法等。 

血压测量方法的实施例二： 

作为更优化实施例，为提高脉搏压力的准确度，动脉搏动检测装置的处理器在同步采样上、下压力值后，对下压力值与上压力值间进行比值运算，获得以上压力值为分母的脉搏压力相对值。动脉搏动检测装置随着外加按压力增大而越靠近脉搏，此时压力传感器装置感应到的脉搏压力越强，即越精确，故通过将测量到的脉搏压力变化的数据与外加按压力作除，以更好减少测量到的脉搏压力特别是外加压力较小时测量到的脉搏压力与实际间的误差。通过比较脉搏压力相对值确定脉搏压力的峰值，进而计算得到平均心率。并查找出在按压过程中脉搏压力相对值最接近1时的两个时刻，进而从上压力检测信号中获取该两个时刻获取的上压力值，比较两个上压力检测值的大小，大的判断为高血压值，小的判断为低血压值。 

血压测量方法的实施例三： 

请参阅图14，图14是本申请血压测量方法实施例三的流程图。本实施例的动脉搏动检测装置具体为上面实施例所述的动脉搏动检测装置，可用于测量人体参数，如脉搏、血压。其具体结构如上相关说明，在此不作赘述。其中，该血压测量方法包括以下步骤： 

步骤S1401：佩戴于用户肢体的动脉搏动检测装置在没有接受外部按压力时，至少获取在一个脉搏周期内所述下压力传感器的下压力值，组成脉搏压力变化曲线。 

例如，动脉搏动检测装置的下弹性气囊至少部分贴触在用户肢体动脉位置，在没有接受到外部按压力时，动脉搏动检测装置的处理器至少在一个脉搏周期内采样下压力传感器的下压力值，由采样得到的所有下压力值组成随时间变化的压力变化曲线。由于在没有接受外部按压力时，下压力传感器检测到的下压力值即为正常的脉搏压力值，故该压力变化曲线即为脉搏压力变化曲线。 

步骤S1402：所述动脉搏动检测装置根据所述脉搏压力变化曲线计算脉搏高压值和脉搏低压值的比例关系，进而得到人体收缩压和舒张压的比例关系。 

动脉搏动检测装置获取脉搏压力变化曲线的峰值和谷值，计算该峰值和谷值间的比例作为脉搏高、低压值间的比例关系，进而作为人体收缩压和舒张压间的比例关系。 

步骤S1403：动脉搏动检测装置接受外部的按压力，其中，所述动脉搏动检测装置内设置有背对背的上压力传感器和外周套设有下弹性气囊的下压力传感器，所述下压力传感器通过外周套设的下弹性气囊挤压人体肢体的动脉位置。 

步骤S1404：所述上压力传感器和下压力传感器持续进行压力检测。 

步骤S1405：动脉搏动检测装置同步获取所述上压力传感器检测到的上压力值和所述下压力传感器检测到的下压力值。 

步骤S1406：所述动脉搏动检测装置根据所述差值或者比值求得人体的收缩压或舒张压。同上实施例一、二所述，由下、上压力值间的差值或者比值求得人体的收缩压或舒张压。 

步骤S1407：所述动脉搏动检测装置根据所述人体收缩压和舒张压的比例关系计算对应的舒张压或收缩压。 

例如，动脉搏动检测装置的处理器根据该差值或比值得到收缩压，根据收缩压和舒张压的比例关系得到舒张压。或者处理器得到舒张压，根据收缩压和舒张压的比例关系得到收缩压。 

智能腕带实施例一： 

请参阅图15，图15是本申请智能腕带实施例一的立体结构示意图。 该智能腕带包括腕带151和动脉搏动检测装置152，其中，该动脉搏动检测装置152为上面实施例中的动脉搏动检测装置，该动脉搏动检测装置152固定在腕带151上，且该动脉搏动检测装置152的下弹性气囊1521突出与腕带151内侧。本实施例中，腕带151为橡胶材质的带环，腕带151与动脉搏动检测装置152的固定形式可以为捆绑式、卡合式或铰接等。 

进一步地，智能腕带还包括功能拓展装置153，功能拓展装置153可以为时针手表表盘、智能手表表盘、无线MP3、备用电源或小型通讯设备等，使该智能腕带除了可以用于检测人体脉搏和血压参数外，同时具备多种其他功能。 

在腕带上预留有容置功能拓展装置153等其他扩展外设的相应卡槽或固定机构，以方便用户按需要个性化装设喜欢的扩展外设，实现相应的附加功能。更具体地，卡槽或固定机构上可以进一步设有分别用于通信和用于供电的电极端子，这些电极端子连接至动脉搏动检测装置152中的压力传感器、处理器等，而扩展外设(包括动脉搏动检测装置)相应位置分别设有用于通信或供电的电极端子，在将扩展外设固定于腕带151上的卡槽或固定机构时，扩展外设的电极端子和腕带151上的电极端子相应实现电连接，以实现扩展外设与智能腕带之间的通信，以及利用扩展外设中的电池为智能腕带供电，或利用智能腕带中的电池为扩展外设供电。腕带151的端部或连接部可以设置成USB或者其他连接端子的形式，以方便腕带151给扩展外设(包括动脉搏动检测装置)充电或实现扩展外设(包括动脉搏动检测装置)与其他设备的物理连接。 

本申请还提供智能腕带另一实施例，该智能腕带包括处理器和上面实施例所述的压力传感器组件，其中处理器用户获取该压力传感器组件中上压力传感器检测到的上压力和下压力传感器通过下弹性气囊检测到的被测部在上压力按压下产生的下压力。可选地，处理器可直接显示该上、下压力信号，或者获得下、上压力信号之间的差值或比值，得到被测部剔除上压力作用下产生的自身压力信号，并可进一步根据该自身压力信号求得被测部的振动频率，自身压力变化等信息。 

智能腕带实施例二： 

请参阅图16，图16是本申请智能腕带实施例二的立体结构示意图。本实施例与上实施例一结构基本相同，其区别在于，该腕带为弹性纤维布带形式护腕。 

需要说明的是，在其他实施例中，本申请智能腕带的腕带还可为金属材质的手链或皮革材质的表带等，在此不作限定。 

另外，在另一实施例中，本申请智能腕带的腕带可设置为无线充电式，且腕带与脉象检测装置电连接。如腕带内设有线圈，通过电磁感应与外部电源实现无线充电，将无线电能传送给脉象检测装置或处理器。 

智能手表实施例一： 

本实用新型还公开了一种智能手表，该智能手表与传统手表不同的是该智能手表还包括上述实施例所述的动脉搏动检测装置，使该智能手表具备血压检测的功能，动脉搏动检测装置的结构及工作原理请参阅上述关于动脉搏动检测装置的实施例，此处不再赘述。 

通信系统实施例一： 

请参阅图17，图17为本申请通信系统实施例一的结构示意图。该通信系统包括上述实施例中所述的动脉搏动检测装置1710和终端1720，动脉搏动检测装置1710包括第一通信模块1711，终端中包括第二通信模块1721。其中，第一通信模块1711与第二通信模块1721间可以实现有线或无线通信，将动脉搏动检测装置的相关信息发送到终端，以进行对用户血压数据深度分析和长久保存。 

具体，第一通信模块1711用于根据动脉搏动检测装置1710中处理器的指令与终端1720中的第二通信模块1721进行通信，以实现动脉搏动检测装置1710与终端1720之间的信息交互。第二通信模块1721用于根据终端1720的指令与第一通信模块1711通信。其中，该第一通信模块1711、第二通信模块1721具体可以为蓝牙、红外、wifi、或者有线通讯电路，在此不作限定。具体，第一通信模块1711可以直接固定设 置在动脉搏动检测装置1710内部或者表面，或者该第一通信模块1711可拆卸地设置在动脉搏动检测装置1710上，例如，该第一通信模块1711通过插入接口如USB接口设置在动脉搏动检测装置1710上。本实施方式中，第一通信模块1711为上实施例动脉搏动检测装置的通讯电路。 

例如，动脉搏动检测装置1710与终端1720通过第一通信模块1711、第二通信模块1721实现连接。动脉搏动检测装置1710设置有唯一的身份标识号，用户使用动脉搏动检测装置1710进行测量获得测量结果，如脉搏压力变化曲线、平均心率、高、低血压等人体参数以及测量时间、测试者名称时，动脉搏动检测装置1710的处理器主动或者在接收到用户的输入发送命令时，根据与第一、第二通信模块之间的通信协议，将测量结果和身份标识号打包并控制第一通信模块1711将数据包发送至终端1720的第二通信模块1721。 

终端1720的第二通信模块1721对该数据包进行解析，得到测量结果和发送该测量结果的腕式设备的身份标识号。终端1720对该身份标识号进行识别，如果判断本地数据库中未存储该身份标识号信息，则建立该身份标识号的档案，并将测量结果存储在该档案中；如果判断本地数据库中已建立该身份标识号的档案，则直接将测量结果存储在该身份标识号的档案中。 

进一步地，终端1720还可用于进一步分析数据、识别脉搏数据、对用户的身体状况做成评价，并给出对应的建议。具体，，终端1720根据用户的脉搏、血压数据通过本地存储的病理特征数据、或通过进入互联网进行相关病理特征搜索，判断出用户的身体状况，并搜索出相关的治疗方案、或者饮食建议。更进一步地，，终端1720预设有脉搏、血压数据参考值，在判断用户的脉搏或血压数据超过参考值时，向预设的第三方发出求助信号，例如，向用户的亲属或医院自动拨打求助电话。 

为更好了解本申请通信系统的应用，作出具体举例。用户将动脉搏动检测装置设置在腕带上佩戴在手腕处，并将压力传感器相应提出与脉位处。由于该动脉搏动检测装置为腕带式，用户腕戴好之后，可自由活动，并不会对用户造成任何的不便。用户可通过动脉搏动检测装置上的相关按键选择与终端是否连接以及选择与哪一台终端如IPHONE手机连 接。在用户选择连接时，选择的且已安装对应软件的终端自带的通信功能如蓝牙、wifi等方式与动脉搏动检测装置进行连接。在连接成功后，终端与腕戴上的动脉搏动检测装置形成通信系统。在需要测量时，用户仅需用另一只手握压该腕式设备数秒，动脉搏动检测装置即可测量出用户的脉搏压力数据、平均心率、血压等数据。动脉搏动检测装置自动将测量出的数据发送给终端，终端对该数据进行保存，并根据脉搏压力数据向用户现实出当前脉搏变化曲线、平均心率以及血压值，并根据上述数据作出诊断和搜索治疗方案，并在屏幕上显示。用户通过终端即可清除当前身体情况，并可将该数据通过终端发送给其他终端，如医生所持的电脑、平板电脑等，使得医生及时获知该用户的身体情况。 

本实施例将动脉搏动检测装置与终端形成小型的通信系统，实现了对人体参数的传输，通过终端对人体参数的存储，便于对用户历史测量数据的追踪和对用户身体情况的实时监控。而且，依靠终端较强的处理能力，可对人体参数更为全面进行分析，并向用户提供诊断和治疗方案，实现人体参数测量与诊断的智能一体化。 

通信系统的实施例二： 

请参阅图18，图18是本申请通信系统实施例二的结构示意图。该通信系统包括动脉搏动检测装置1810、终端1820和云端服务器1830，其中，动脉搏动检测装置1810与终端1820之间的通信方式与上实施例相同，在此不作赘述。本实施例中，终端1820还包括第三通信模块1822，用于与云端服务器1830连接，例如通过以太网连接。不同的腕式设备281通过终端1820，进入互联网，通过互联网服务器的云端服务软件，与终端1820、云端服务器1830构成庞大实时云端服务系统，以实现向检测装置提供连续的、长期的、跟踪形式的云端服务。本实施例中，考虑到终端的处理速度和网络传输速率，终端1820设置为仅能与动脉搏动检测装置1810连接，不同的动脉搏动检测装置1810通过不同的终端1820与云端服务器1830构成云端服务系统。但在其他实施例中，不同的动脉搏动检测装置可与同一终端连接，并通过同一终端与服务器构成云端服务系统。 

本申请还提供一种通信系统，该通信系统包括如上面实施例中的动脉搏动检测装置、智能腕带或智能手表和终端，其中动脉搏动检测装置、智能腕带或智能手表和终端之间的连接及通信方式如上面两个实施例，在此不作赘述。 

以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (10)

1.一种动脉搏动检测装置，其特征在于，包括：

壳体；

位于壳体内背对背设置的上压力传感器和下压力传感器，所述下压力传感器外周套设有密闭的下弹性气囊，所述下弹性气囊突出于所述壳体的下表面，所述下压力传感器通过所述下弹性气囊挤压人体动脉位置；

突出于所述壳体上表面的握柄，所述握柄伸入所述壳体内，向所述上压力传感器施加按压力。

位于壳体内的处理器，所述处理器与所述上压力传感器、下压力传感器电连接，通过所述上压力传感器和下压力传感器检测的压力，获取所述人体动脉的瞬时脉搏压力信息。

2.根据权利要求1所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述处理器包括减法电路或者除法电路，所述减法电路的两个输入端分别与所述上压力传感器和下压力传感器连接，所述除法电路的两个输入端分别与所述上压力传感器和下压力传感器连接。

3.根据权利要求2所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述处理器还包括与所述减法电路或者除法电路的输出端连接的血压计算模块。

4.根据权利要求3所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述下弹性气囊的外周呈凸半球形。

5.根据权利要求4所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述下弹性气囊的材质为橡胶。

6.根据权利要求5所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述上、下压力传感器为硅压阻式传感器或薄膜压阻式传感器。

7.根据权利要求1至6任一项所述动脉搏动检测装置，其特征在于，所述动脉搏动检测装置包括显示器、操作键、语音提示模块、通讯模块、I/O接口中的至少一项，其中，

所述显示器与所述处理器电连接，用于显示所述动脉搏动检测装置的相关信息；

所述操作键与所述处理器电连接，用于输入控制命令；

所述语音提示模块与所述处理器电连接，用于给出所述动脉搏动检测装置操作过程及测试结果的语音提示；

所述通讯模块与所述处理器电连接，用于输入用户的个人信息及发送所述用户的检测信息，实现所述动脉搏动检测装置与外部移动终端的通讯连接；

所述I/O接口与所述处理器电连接，用于使所述动脉搏动检测装置与所述外部移动终端有线连接或对所述动脉搏动检测装置充电。

8.根据权利要求7所述的动脉搏动检测装置，其特征在于，所述通讯模块为蓝牙模块、无线网络模块或NFC近场通讯模块

9.一种压力传感器组件，其特征在于，包括：

上压力传感器和下压力传感器，其中，所述压力传感器和下压力传感器背对背设置；

下弹性气囊，套设于所述下压力传感器的外周，所述下压力传感器密闭于所述下弹性气囊内。

10.根据权利要求9所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力传感器组件还包括上弹性气囊，所述上弹性气囊套设于所述上压力传感器的外周，所述上压力传感器密闭于所述上弹性气囊内。