WO2012116575A1 - 脉搏跳动血压波强度和脉管宽度测量传感器 - Google Patents

脉搏跳动血压波强度和脉管宽度测量传感器 Download PDF

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周会林
汤伟昌
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Description

脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器 技术领域
本发明涉及一种压力传感器， 具体涉及一种脉搏跳动血压波强度和的脉管 宽度测量传感器。 背景技术
众所周知， 现有的脉搏测试传感器有的用压电薄膜原理的， 只能测试脉搏 跳动次数； 有的用陶瓷压阻原理， 能够测量脉搏跳动次数和血压波型。 而综观 目前所有相关同类发明产品， 现有的脉搏传感器均采用单探头单触点的测量方 式， 其无法同时检测脉搏跳动血压波强度和脉管宽度， 并可在结构上对传感器 自身起到保护功能， 使传感器在应用过程中尽可能的避免损坏。 而且测量脉搏 信号的传感器通常为精密仪器， 其测量精度也是一个重要指标， 现有的产品在 使用时会出现检测位置的偏差， 无法使脉搏波型和血压波之间形成良好的线性 相关， 并且容易由于过载而损坏， 从而确有新产品设计的必要。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度 测量传感器， 它是一种高灵敏度和精度， 可承受高过载， 有自我保护功能的多 探头的测量脉搏跳动血压波强度和脉管宽的压力传感器。
为了解决以上技术问题， 本发明提供了一种脉搏跳动血压波强度和的脉管 宽度测量传感器， 包括外壳、 传感器探头、 电路板、 和引线， 所述传感器探头 为双梁弹性体结构， 所述的双梁为对称结构。
优选地， 所述传感器探头为多探头双梁弹性体结构。
进一步地， 所述多探头双梁弹性体结构其每个探头对应有两个梁， 每个探 头对应的两个梁上对称设置一个双电阻硅应变片， 所述每个探头对应的一对双 电阻硅应变片构成一个惠斯通电桥， 通过监测所述电桥电压的变化来测量每个
1
确 认 本 探头所测试脉管的压力。
更进一步地， 所述每个探头对应的两个梁均包括一个扇形部分和一个条形 部分。
更进一步地， 所述每个探头对应的两个梁上均对称设有加强筋。
更进一步地，所述探头数量优选为 7个，所述探头的宽度优选为 0. 5-1. 0画， 且相邻探头之间的距离优选为 0. 1-0. 5醒。
优选地， 所述外壳与探头配合的地方设置有防止探头受到过载侧压力的凸 台结构。
优选地， 所述双梁弹性体结构下面还设有一个防止所述探头受到过载压力 的下压停止横梁， 所述下压停止横梁与所述双梁弹性体结构之间具有形变间隙。
优选地， 所述传感器探头上与外壳配合的地方具有防止过载拉力的凸台结 构。
优选地， 所述电路板包括： 两个用于将传感器探头的应变电阻连接到温度 补偿电路板的电阻连接板、 一个用于温度补偿的温度补偿电路板、 一个用于将 补偿后的信号传送到放大器板的线路连接板， 和一个用于将信号放大并输出到 所述引线的放大器板。
本发明的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器其探头受脉搏跳动 血压波力时， 双梁弹性体受力变形产生位移使应变电阻阻值线性变化， 能够线 性测试到脉搏跳动血压波的强度。 通过上述结构， 具有以下有益效果：
1， 双梁对称结构， 保证多个探头端面在同一平面直线排列， 每个探头都能 独立精确测量脉搏跳动血压波， 根据每个探头测试的值可以判断脉管的中心并 检测出脉管的宽度；
2， 外壳结构和七探头双梁弹性体结构相配合， 起到过载拉力保护和侧向过 载力保护；
3， 由于操作失误使探头受压力过大时， 双梁弹性体的梁在应变电阻过载变 化允许范围内就受下压停止横梁阻止， 起到过载保护；
4， 多个探头每个探头的双梁的每个梁上有用来调节梁受力变型偏移量的加 强筋， 用改变每个梁上加强筋的长度的方法， 来调节多个探头在受相同的力时， 产生相同的偏移， 从而保证多个探头在受相同的力产生偏移后仍然在同一平面 上， 此结构可同时起到防止在加工弹性体时由于弹性体梁过长而产生变形。
5， 多对双电阻硅应变片粘贴于多探头双梁弹性体上， 每一个探头对称的两 个梁上有以双中心轴位置对称的两对电阻， 双对称结构通过惠斯通电桥能互补 受力点偏离中心产生的位置偏移和探头平面上各点受力不均衡产生的测量误 差。 附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图 1是本发明脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器的立体示意图； 图 2是图 1所示图例的正视图；
图 3是图 1所示图例的俯视图；
图 4是图 1所示图例的侧视图;
图 5是图 1所示图例的立体分解示意图；
. 图 6是图 3所示图例的放大示意图；
图 7是图 6所示图例的中心纵向切面示意图；
图 8是图 6所示图例的中心横向切面示意图；
图 9是双梁弹性体结构传感器探头的立体示意图；
图 10是双梁弹性体结构传感器探头与下压停止横梁装配的示意图； 图 11是图 10所示图例的局部放大示意图；
图 12是图 9所示图例的俯视图；
图 13是图 12所示图例的元件结构中心横向切面示意图；
图 14是双梁弹性体结构传感器探头与双电阻硅应变片装配的示意图； 图 15是双电阻硅应变片的电路示意图。 具体实施方式
如图 1至图 4所示， 本发明的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感 器， 包括外壳 31、 32， 传感器探头 20， 电路板 （图中未示）、 和引线 100。 如图 5所示是本发明的传感器的立体分解示意图， 其中传感器探头 20为一个双梁弹 性体结构， 且双梁为对称结构。 如图 5 中所示， 电路板部分的优选结构可以包括： 两个用于将传感器探头 20的应变电阻连接到温度补偿电路板 70的电阻连接板 61、 62， 一个用于温度 补偿的温度补偿电路板 70、一个用于将补偿后的信号传送到放大器板 80的线路 连接板 90， 和一个用于将信号放大并输出到所述引线的放大器板 80。
如图 6所示， 传感器探头 20为多探头双梁弹性体结构， 图中以 7个探头 21广 217为例， 以下的附图均以 7个探头为例说明本发明的结构， 但本发明的多 探头结构不仅限于 7个探头， 此为优选结构， 不为本发明的限制。
如图 12、图 14和图 15所示，多探头双梁弹性体结构 20其每个探头 21广 217 对应有两个梁 241A〜247A、 241B〜247B， 每个探头 21广 217 对应的两个梁 241A~247A、 241B〜247B上对称设置一个双电阻硅应变片 411A~417A、 411B~417B、 411C〜417C、 411D〜417D， 所述每个探头对应的一对双电阻硅应变片（例如 411A、 411B、 411C和 411D) 构成一个惠斯通电桥， 通过监测所述电桥电压的变化来测 量每个探头所测试脉管的压力。
如图 9、 图 12和图 14所示， 本发明的双梁弹性体结构其每个探头对应的两 个梁均包括一个扇形部分和一个条形部分， 由于探头的总面积尺寸很小， 例如 6ram*6誦， 如果分成 7个探头， 每个探头的宽度只有大约 0. 6〜0. 8皿， 如果采用 条形梁由于宽度的限制， 弹力范围也会受到限制， 因此本发明采用一个扇形部 分和一个条形部分的组合形式可以增加梁的面积， 从而可以增加弹性的承载力 范围。
如图 9、 图 12和图 13所示， 由于扇形加条形梁结构的每个梁的长度和面积 均不同， 受到相同的压力后形变的程度也不同， 本发明在每个探头对应的两个 梁上另对称设计了加强筋 231A〜237A、 231B~237B， 用来克服七个探头 21广 217 在受相同的力时由于双梁弹性体的梁 231A〜237A 、 231B〜237B长度和面积不同 而产生不同偏移， 通过改变每个梁上加强筋的长度的方法， 达到受相同的压力 产生相同的偏移， 从而保证七个探头在受相同的力产生偏移后仍然在同一平面 上。 此外， 由于探头和梁的加工精度要求都十分高， 而尺寸又比较小 （例如一 种优选的探头数量为 7个， 每个探头的宽度为 0. 5-1. 0mm, 且相邻探头之间的距 离为 0. 1-0. 5匪）， '梁的厚度也很薄 （通常小于 2讓）， 加工时容易切割很容易有 偏差， 此局部加强筋还可以克服上述由于弹性体梁过长而产生变形的问题。 在 使用过程中， 由于梁比较薄， 上下形变错层后可能会扭转， 此结构又可同时起 到防止探头和梁形变是位置偏移或扭转， 也是本发明相对现有技术的一个重大 改进。
如图 2、 图 4和图 7所示， 外壳 31和 32上的凸台结构 311、 321和七探头 双梁弹性体上的探头结构 21广 217相配合， 起到对探头受到侧向过载压力的保 护。
如图 5、 图 10和图 11所示， 所述双梁弹性体结构下面还设有一个防止探头 受到过载压力的下压停止横梁 50, 所述下压停止横梁与所述双梁弹性体结构之 间具有形变间隙 51。 由于操作失误使探头 21广 217受压力过大时， 双梁弹性体 的梁 231A〜237A 、 231B〜237B在应变电阻型变过载变化允许范围即下压停止梁 50设计的型变间隙 51内， 就受下压停止梁 50的阻止， 起到压力过载保护。
如图 8所示， 外壳 31和 32上的结构 312、 312和七探头双梁弹性体上的凸 台结构 221A〜227A、 221B〜227B相配合， 起到防止过载拉力而对探头 21广 217进 行保护。
本发明具有以下优点：
1， 双梁对称结构， 保证多个探头端面在同一平面直线排列， 每个探头都能 独立精确测量脉搏跳动血压波， 根据每个探头测试的值可以判断脉管的中心并 检测出脉管的宽度；
2， 外壳结构和七探头双梁弹性体结构相配合， 起到过载拉力保护和侧向过 载力保护；
3， 由于操作失误使探头受压力过大时， 双梁弹性体的梁在应变电阻过载变 化允许范围内就受下压停止横梁阻止， 起到过载保护；
4, 多个探头每个探头的双梁的每个梁上有用来调节梁受力变型偏移量的加 强筋， 用改变每个梁上加强筋的长度的方法， 来调节多个探头在受相同的力时， 产生相同的偏移， 从而保证多个探头在受相同的力产生偏移后仍然在同一平面 上， 此结构可同时起到防止在加工弹性体时由于弹性体梁过长而产生变形。
5, 多对双电阻硅应变片粘贴于多探头双梁弹性体上， 每一个探头对称的两 个梁上有以双中心轴位置对称的两对电阻， 双对称结构通过惠斯通电桥能互补 受力点偏离中心产生的位置偏移和探头平面上各点受力不均产生的测量误差。

Claims

权 利 要 求 书
1.一种脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 包括外壳、 传感器探头、 电路板、 和引线， 其特征在于， 所述传感器探头为双梁弹性体结构， 所述的双 梁为对称结构。
2.如权利要求 1 所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 其特征 在于， 所述传感器探头为多探头双梁弹性体结构。
3.如权利要求 2 所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 其特征 在于， 所述多探头双梁弹性体结构其每个探头对应有两个梁， 每个探头对应的 两个梁上对称设置一个双电阻硅应变片， 所述每个探头对应的一对双电阻硅应 变片构成一个惠斯通电桥， 通过监测所述电桥电压的变化来测量每个探头所测 试脉管的压力。
4.如权利要求 3 所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 其特征 在于， 所述每个探头对应的两个梁均包括一个扇形部分和一个条形部分。
5.如权利要求 3或 4所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 其 特征在于， 所述每个探头对应的两个梁上均对称设有加强筋。
6.如权利要求 3所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感器， 其特征 在于， 所述探头数量优选为 7个， 所述探头的宽度优选为 0. 5-1. Oram, 且相邻探 头之间的距离优选为 0. 1-0. 5
7.如权利要求 1至 3任一项所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感 器， 其特征在于， 所述外壳与探头配合的地方设置有防止探头受到过载侧压力 的凸台结构。
8.如权利要求 1至 3任一项所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感 器， 其特征在于， 所述双梁弹性体结构下面还设有一个防止所述探头受到过载 压力的下压停止横梁， 所述下压停止横梁与所述双梁弹性体结构之间具有形变 间隙。
9.如权利要求 1至 3任一项所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感 器， 其特征在于， 所述传感器探头上与外壳配合的地方具有防止过载拉力的凸 台结构。
10.如权利要求 1至 3任一项所述的脉搏跳动血压波强度和的脉管宽度测量传感 器， 其特征在于， 所述电路板包括： 两个用于将传感器探头的应变电阻连接到 温度补偿电路板的电阻连接板、 一个用于温度补偿的温度补偿电路板、 一个用 于将补偿后的信号传送到放大器板的线路连接板， 和一个用于将信号放大并输 出到所述引线的放大器板。
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