[發明專利]柔性壓力傳感器及脈象測量裝置

在審

• 申請號: 201811453026.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111248878A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 吳浩迪;潘革波;張龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/02;A61B5/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明公開了一種柔性壓力傳感器，包括：柔性基板；多個第一柔性電極，設置于柔性基板上；柔性介電層，設置于多個第一柔性電極上，柔性介電層的介電常數在不同壓力的作用下而改變；第二柔性電極，設置于柔性介電層上。本發明還提供了一種脈象測量裝置。本發明解決了現有的壓力傳感器靈敏度較低的問題。

技術領域

本發明涉及壓力傳感器技術領域，尤其涉及一種柔性壓力傳感器及脈象測量裝置。

背景技術

人體脈象能傳遞心血管系統的生理、病理信息，是窺視體內功能變化的窗口，可為診斷疾病提供重要依據。由于“脈理精微、其體難辨、在心易了，指下難明”，要在手下能感覺出明顯的變化不僅需要經驗還有個人的領悟，以至于很難學習和傳承。而利用現代計算機輔助分析能夠部分克服上述缺點，從而提高中醫脈診的應用。由于受傳感器技術發展的限制，目前主要以單部、單點脈搏傳感器獲得的脈搏波形分析為主。但是單點的脈搏傳感器重復性較差，采集位置的微小差距會造成信號很大的誤差，而且信息量不夠豐富，難以模擬中醫切脈過程，出現“脈不對癥，癥脈不依”的現象。

中醫診脈的過程是中醫利用三個手指在寸、關、尺三部進行舉、按、尋操作，然后憑借經驗和指下感覺進行診病。手指的結構仿佛多個柔性的、微小的、可感受多維力的觸覺傳感器單元，通過諸多傳感單元獲得的信息，經過一定生物過程，形成感覺，最終加之經驗給出最后結論。

在中醫客觀化、定量化方面，前人做了大量的工作，發明了各種形式的脈象儀。但是這些脈象儀大多以單元型壓力傳感器為主，多為剛性、笨拙，易引起受試者不適感，且信息量少，只能得到一維脈象信息，不能全面準確的反應中醫脈象信息特征。

目前，柔性壓力傳感器主要分為四類：壓阻式、壓電式、晶體管式和電容式。其中電阻式的精度不高，且弛豫時間長，易受溫度影響，漂移大；壓電式的只用于動態監測，且需要專用的型號放大裝置，不易集成；晶體管式的結構復雜；電容式的主要用半導體工藝制備，成本高，靈敏度不高，易受干擾。

要解決中醫脈象的采集問題，所研制的脈象傳感器必須是柔性接觸式的且符合以下這些特征：點陣式、高精度、高靈敏度、大的檢測范圍，有靜態壓和動態壓，可在浮、中、沉等外壓下精準檢測到脈搏的跳動。然而，現今具有高靈敏度的柔性壓力傳感器只在非常有限的低壓力區間下工作，而檢測范圍大的其靈敏度卻又很低。

發明內容

為了達到上述的目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種柔性壓力傳感器，包括：

柔性基板；

多個第一柔性電極，設置于所述柔性基板上；

柔性介電層，設置于所述多個第一柔性電極上，所述柔性介電層的介電常數在不同壓力的作用下而改變；

第二柔性電極，設置于所述柔性介電層上。

優選地，所述柔性壓力傳感器還包括：

模數轉換器件，設置于所述柔性基板上，各個第一柔性電極獨立地與所述模數轉換器件電連接。

優選地，所述柔性介電層包括石墨烯、碳納米管、銀納米線、銅納米線、納米碳酸鋇顆粒、納米二氧化鈦中的至少一種與高分子聚合物彈性體的復合物。

優選地，所述高分子聚合物彈性體包括苯乙烯嵌段共聚物、熱塑性聚氨酯、聚烯系彈性體、聚苯乙烯系彈性體、聚酰胺系彈性體、硅橡膠中的一種。

優選地，所述第一柔性電極和/或所述第二柔性電極由導電纖維編制而成。

優選地，所述柔性介電層的厚度為50μm～200μm。

優選地，所述第一柔性電極的面積為1mm²～4mm²，和/或相鄰的兩個第一柔性電極之間的間距為0.1mm～0.2mm。