CN207487855U - 膜片式压力传感器及床垫和枕头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膜片式压力传感器及床垫和枕头。该膜片式压力传感器依靠上下表面拉伸而感测压力，该膜片式压力传感器包括基材及压力传感器本体，基材包括相对的第一表面及第二表面；压力传感器本体设于第一表面上，压力传感器本体包括用于感测压力的功能元件以及承载功能元件的片材。当作用力F施加于第二表面上时，基材与压力传感器本体均向上弯曲，压力传感器本体的曲率半径R1大于基材的曲率半径R2，也就是说，通过在压力传感器本体的表面上增设基材，可以增加压力传感器本体的张力，使得压力传感器本体的输出信号得到加强，从而提高压力传感器本体的信噪比。因此，上述膜片式压力传感器具有较高的信噪比。

Description

膜片式压力传感器及床垫和枕头

技术领域

本实用新型涉及压力感应技术领域，特别是涉及一种膜片式压力传感器及床垫和枕头。

背景技术

中国成年人失眠发生率较高，越来越多的人开始通过穿戴具有睡眠监测功能的穿戴设备，来监测自己的睡眠质量。最常见的具有睡眠监测功能的穿戴设备为智能手环，但由于智能手环需要佩戴在手腕上，这对使用者具有一定的干扰作用，这促使人们开始探寻其他类型的监测设备。随着压力传感器技术的不断进步，而同时，人体睡觉时，主要的生理信号为呼吸、心跳、翻身等，人们开始采用压力传感器来监测睡眠质量，而呼吸、心跳等生理信号对床垫或枕头产生的压力非常小，为了捕获到这些生理信号，就要求压力传感器具有较高的信噪比。而传统的压力传感器通常包括用于感测压力的功能元件以及承载功能元件的片材，传统的压力传感器的信噪比均不够理想。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种信噪比较高的膜片式压力传感器及床垫和枕头。

一种膜片式压力传感器，所述膜片式压力传感器依靠上下表面拉伸而感测压力，包括：

基材，包括相对的第一表面及第二表面；以及

压力传感器本体，设于所述第一表面上，所述压力传感器本体包括用于感测压力的功能元件以及承载所述功能元件的片材。

当作用力F施加于第二表面上时，基材与压力传感器本体均向上弯曲，压力传感器本体的曲率半径R1大于基材的曲率半径R2，也就是说，通过在压力传感器本体的表面上增设基材，可以增加压力传感器本体的张力，使得压力传感器本体的输出信号得到加强，从而提高压力传感器本体的信噪比。因此，上述膜片式压力传感器具有较高的信噪比。

在其中一个实施例中，所述膜片式压力传感器的厚度为2mm～10mm，其中，所述基材的厚度大于所述压力传感器本体的厚度，所述基材的厚度为1mm～9mm。

在其中一个实施例中，所述第一表面包括连接区及凹陷区，所述凹陷区上设有凹槽，所述压力传感器本体与所述连接区连接。

在其中一个实施例中，所述凹槽的深度大于所述压力传感器本体的厚度。

在其中一个实施例中，所述膜片式压力传感器还包括粘结层，所述粘结层设于所述连接区与所述压力传感器本体之间。

在其中一个实施例中，所述凹槽的深度大于所述压力传感器本体的厚度与粘结层的厚度之和。

在其中一个实施例中，所述凹槽的数目为多个，多个所述凹槽平行间隔排布。

在其中一个实施例中，所述凹槽贯穿所述基材的相对的两侧。

在其中一个实施例中，所述基材呈方形，所述压力传感器本体呈方形，所述凹槽的内壁包括四个首尾依次垂直连接的内侧面以及四边分别与四个所述内侧面相连的底面。

一种床垫或枕头，包括上述的膜片式压力传感器。

附图说明

图1为一实施方式的膜片式压力传感器的结构示意图；

图2为作用力F作用于基材上后，膜片式压力传感器的状态示意图；

图3为作用力F作用于压力传感器本体上后，膜片式压力传感器的状态示意图；

图4为作用力F过大而导致膜片式压力传感器发生折痕的状态示意图；

图5为作用力F作用于压力传感器本体上后，部分压力传感器本体压入凹槽内的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对膜片式压力传感器及床垫和枕头进行进一步说明。

如图1所示，一实施方式的膜片式压力传感器10，该膜片式压力传感器10依靠上下表面拉伸而感测压力，也就是说，膜片式压力传感器10具有一定的柔软度，外力作用于膜片式压力传感器10上时，膜片式压力传感器10会发生弯曲变形，从而膜片式压力传感器10上下表面的张力会变大，通过捕获张力变化对电信号(电压、电流、电阻等)的影响来感测压力。而张力变化越大，对电信号的影响越大，膜片式压力传感器10的输出信号越强，膜片式压力传感器10的信噪比越高。

膜片式压力传感器10包括基材100及压力传感器本体200。基材100包括相对的第一表面110及第二表面120。压力传感器本体200设于第一表面110上，包括用于感测压力的功能元件以及用于承载功能元件的片材。

如图2所示，当作用力F施加于第二表面120上时，基材100与压力传感器本体200均向上弯曲，压力传感器本体200的曲率半径R1大于基材100的曲率半径R2，也就是说，通过在压力传感器本体200的表面上增设基材100，可以增加压力传感器本体200的张力，使得压力传感器本体200的输出信号得到加强，从而提高压力传感器本体200的信噪比。因此，上述膜片式压力传感器10具有较高的信噪比。

当R2不变时，基材100的厚度越大，R1就越大，R1增大，能提高膜片式压力传感器10的信噪比。但基材100的厚度过大，会增加基材100的材料成本，而且会影响膜片式压力传感器10的使用体验，例如，当上述膜片式压力传感器10采用类似于铺设床单的方式铺设于床上时，膜片式压力传感器10的厚度过大，会让使用者察觉到膜片式压力传感器10的存在，可能会干扰使用者的睡眠。综合上述因素，在本实施方式中，膜片式压力传感器10的厚度为2mm～10mm，q其中，基材100的厚度为1mm～9mm，基材100的厚度大于压力传感器本体200的厚度。

当上述膜片式压力传感器10应用于床上时，可能会出现反向铺设膜片式压力传感器10的情况，此时，作用力F会施加于压力传感器本体200上，基材100与压力传感器本体200均向下弯曲。如图4所示，当作用力F过大时，压力传感器本体200容易出现因弯折而产生折痕，降低压力传感器本体200的使用寿命。

为了解决上述问题，在本实施方式中，第一表面110包括连接区112及凹陷区，凹陷区上设有凹槽114。压力传感器本体200位于第一表面110上，并与连接区112连接。如图5所示，作用力F施加于压力传感器本体200上，基材100与压力传感器本体200均向下弯曲。由于凹槽114的存在，压力传感器本体200还会向凹槽114内内陷，压力传感器本体200在凹槽114内的部分会有一定的弧度，相对于图4所示，压力传感器本体200在凹槽114内的部分的曲率半径显著增大，从而压力传感器本体200不会出现因曲率半径过小而产生折痕，进而影响压力传感器本体200使用寿命的情况。因此，上述膜片式压力传感器10在使用时，还能有效保护压力传感器本体200，避免压力传感器本体200因弯折过多，而减少压力传感器本体200的使用寿命。此外，由于凹槽114的存在，还可以减小基材100的材料的用量，降低基材100的材料成本。

进一步，在本实施方式中，膜片式压力传感器10还包括粘结层(图未示)，粘结层设于连接区112与压力传感器本体100之间。粘结层的厚度为0.5～2mm。在其他实施方式中，粘结层可以省略，此时，可以先将压力传感器本体200设于半固化的基材上，再使得半固化的基材固化即可。

进一步，在本实施方式中，凹槽114的深度大于压力传感器本体200的厚度，从而可以确保在弯曲变形时，凹槽114具有足够的容纳部分压力传感器本体200的空间。优选的，在本实施方式中，凹槽114的深度大于压力传感器本体200的厚度与粘结层的厚度之和。

进一步，在本实施方式中，优化了凹槽114的排布方式，具体的，凹槽114的数目为多个，多个凹槽114平行间隔排布。优选的，在本实施方式中，凹槽114贯穿基材100的相对的两侧，从而便于加工出凹槽114。

进一步，在本实施方式中，基材100呈方形，压力传感器本体200呈方形，凹槽112的内壁包括四个首尾依次垂直连接的内侧面以及四边分别与四个内侧面相连的底面。

上述膜片式压力传感器10可以直接铺设于床板、床垫、枕头等物件上，用来检测使用者的睡眠质量。上述膜片式压力传感器10也可以集成于床板、床垫、枕头等物件上。基于此，在本实施方式中，还提供一种包括上述膜片式压力传感器10的床垫和一种包括上述膜片式压力传感器10的枕头，从而可以更方便使用者检测睡眠质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种膜片式压力传感器，所述膜片式压力传感器依靠上下表面拉伸而感测压力，其特征在于，包括：

基材，包括相对的第一表面及第二表面；以及

压力传感器本体，设于所述第一表面上，所述压力传感器本体包括用于感测压力的功能元件以及承载所述功能元件的片材。

2.根据权利要求1所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述膜片式压力传感器的厚度为2mm～10mm，其中，所述基材的厚度大于所述压力传感器本体的厚度，所述基材的厚度为1mm～9mm。

3.根据权利要求1所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述第一表面包括连接区及凹陷区，所述凹陷区上设有凹槽，所述压力传感器本体与所述连接区连接。

4.根据权利要求3所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述凹槽的深度大于所述压力传感器本体的厚度。

5.根据权利要求3所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述膜片式压力传感器还包括粘结层，所述粘结层设于所述连接区与所述压力传感器本体之间。

6.根据权利要求5所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述凹槽的深度大于所述压力传感器本体的厚度与粘结层的厚度之和。

7.根据权利要求3所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述凹槽的数目为多个，多个所述凹槽平行间隔排布。

8.根据权利要求7所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述凹槽贯穿所述基材的相对的两侧。

9.根据权利要求3所述的膜片式压力传感器，其特征在于，所述基材呈方形，所述压力传感器本体呈方形，所述凹槽的内壁包括四个首尾依次垂直连接的内侧面以及四边分别与四个所述内侧面相连的底面。

10.一种床垫，其特征在于，集成有如权利要求1-9中任一项所述的膜片式压力传感器。

11.一种枕头，其特征在于，集成有如权利要求1-9中任一项所述的膜片式压力传感器。