[发明专利]测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉搏传感器，尤其涉及一种测量脉搏的PVDF阵列触觉传感 器。

背景技术

两千多年来，中医在脉诊方面积累起了非常丰富的经验，是中华民族的瑰宝。 但由于历史条件的限制，中医的各种脉象只能定性描述，多比作为自然现象。例 如将弦脉比作为“如张弓弦”，将浮脉比作“如水漂木”等。由于只能定性描述， 而且不同医生对自然景观的理解有差异，切脉技巧复杂难以掌握，切脉的手法也 有不同，也就造成了在脉搏分析上的差异。随着社会的发展，迫切需要有一种客 观、准确的脉诊方法用于临床诊断。

因此，研制一种脉搏传感器是十分必要的。脉搏传感器采集人的脉搏波形， 经过信号处理后输入到计算机进行分析比较。这样就能做到对脉搏信号的定量描 述和分析，这样的分析准确、客观，能给医生的诊断带来很大的方便，能够大大 降低了误诊的可能性。

中医切脉时取寸、关、尺三个部位，按浮、中、沉三种诊法切脉。现有的脉 搏传感器均采用单点测量方法，这种单点测量方法虽然简单易行，但是脉搏传感 器在手腕部位放置位置的偏差对测量信号会造成较大影响，而且这种单点测量的 脉搏传感器都不能模拟切诊时的三种诊法。本发明测量脉搏的PVDF阵列触觉传 感器是一种基于PVDF压电材料的阵列式脉搏传感器，能同时提取寸、关、尺的 信号。

发明内容

本发明提供一种信息采集全面且准确的测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器。

本发明采用如下技术方案：

一种测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器，包括金属衬底，在金属衬底中央区 设有中央PVDF压电薄膜，在金属衬底的边缘区设有第一PVDF压电薄膜、第 二PVDF压电薄膜、第三PVDF压电薄膜和第四PVDF压电薄膜。

与现有技术相比，本发明测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器具有如下优点：

(1)现有的脉搏传感器均采用单点测量方法，每次只能测量一路脉搏信 号。而本发明测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器由于采用中间一片PVDF压电 薄膜为圆形，周围的PVDF压电薄膜为环形的阵列结构，这种阵列式的脉搏传感 器能一次同时采集到寸、关、尺部位的脉搏信号，不遗漏的采集复杂的脉搏信息， 弥补了以往单点脉搏传感器只能采集一路信号，信息不全面的缺点。

(2)本发明测量脉搏的PVDF阵列触觉传感器，在金属衬底1中央区设 有中央PVDF压电薄膜2，在金属衬底1的边缘区设有第一PVDF压电薄膜3和 第二PVDF压电薄膜5。虽然按照上述技术方案可以解决寸、关、尺部位脉搏信 号的一次性采集问题，但是，上述仅仅采用三片PVDF压电薄膜构成的脉搏传感 器在采集脉搏信号时，对传感器的放置角度要求非常严格，三片PVDF压电薄膜 必须分别对准寸、关、尺部位，稍有偏差便会造成测量信号失真。但是，本发明 在金属衬底1的边缘区还设有第三PVDF压电薄膜4和第四PVDF压电薄膜6， 并且，第一PVDF压电薄膜3、第二PVDF压电薄膜5、第三PVDF压电薄膜4 及第四PVDF压电薄膜6构成对称的环形排列。这种对称结构的脉搏传感器在手 腕切诊部位的放置角度不会对信号采集造成影响，无论此脉搏传感器在手腕部位 以怎样的角度放置，传感器总能同时采集到寸、关、尺部位的脉搏信号。

(3)虽然人体脉搏信号的频率很低，约1Hz左右，最高频率分量也不超 过40Hz。但是因为PVDF压电薄膜的频率响应范围大(0.1-100MHz)，能完全 覆盖脉搏信号的频率范围，因此能不失真的采集脉搏信号。

本发明所述的PVDF压电薄膜的压电常数很大，比石英晶体高十倍。PVDF 压电薄膜轻且柔韧，方便制作，PVDF压电薄膜阻尼小，密度低，频率响应范 围大(0.1-100MHz)。虽然人体脉搏信号的频率很低，约为1Hz左右，最高频 率分量也不超过40Hz，但完全在PVDF压电薄膜的带宽范围内。

根据中医切脉的方法，本发明提出的基于PVDF压电薄膜的阵列触觉传感器。 压电薄膜固定在金属衬底上，金属衬底为共阳极，PVDF的另一面为阴极。PVDF 薄膜共有五片，中间一片为圆形，外部四片为环形，从而使本发明在使用时脉搏 信息采集全面且准确。