[发明专利]柔性压力传感器及脉象测量装置

说明书

本发明公开了一种柔性压力传感器，包括：柔性基板，包括分隔设置的至少三个分支；至少三个第一柔性电极，分别设置于每个分支上；柔性介电层，设置于每个第一柔性电极上，柔性介电层的介电常数在不同压力的作用下而改变；第二柔性电极，设置于每个柔性介电层上。本发明还提供了一种脉象测量装置。本发明解决了现有的压力传感器灵敏度较低的问题。

技术领域

本发明涉及压力传感器技术领域，尤其涉及一种柔性压力传感器及脉象测量装置。

背景技术

人体脉象能传递心血管系统的生理、病理信息，是窥视体内功能变化的窗口，可为诊断疾病提供重要依据。由于“脉理精微、其体难辨、在心易了，指下难明”，要在手下能感觉出明显的变化不仅需要经验还有个人的领悟，以至于很难学习和传承。而利用现代计算机辅助分析能够部分克服上述缺点，从而提高中医脉诊的应用。由于受传感器技术发展的限制，目前主要以单部、单点脉搏传感器获得的脉搏波形分析为主。但是单点的脉搏传感器重复性较差，采集位置的微小差距会造成信号很大的误差，而且信息量不够丰富，难以模拟中医切脉过程，出现“脉不对症，症脉不依”的现象。

中医诊脉的过程是中医利用三个手指在寸、关、尺三部进行举、按、寻操作，然后凭借经验和指下感觉进行诊病。手指的结构仿佛多个柔性的、微小的、可感受多维力的触觉传感器单元，通过诸多传感单元获得的信息，经过一定生物过程，形成感觉，最终加之经验给出最后结论。

在中医客观化、定量化方面，前人做了大量的工作，发明了各种形式的脉象仪。但是这些脉象仪大多以单元型压力传感器为主，多为刚性、笨拙，易引起受试者不适感，且信息量少，只能得到一维脉象信息，不能全面准确的反应中医脉象信息特征。

目前，柔性压力传感器主要分为四类：压阻式、压电式、晶体管式和电容式。其中电阻式的精度不高，且弛豫时间长，易受温度影响，漂移大；压电式的只用于动态监测，且需要专用的型号放大装置，不易集成；晶体管式的结构复杂；电容式的主要用半导体工艺制备，成本高，灵敏度不高，易受干扰。

要解决中医脉象的采集问题，所研制的脉象传感器必须是柔性接触式的且符合以下这些特征：点阵式、高精度、高灵敏度、大的检测范围，有静态压和动态压，可在浮、中、沉等外压下精准检测到脉搏的跳动。然而，现今具有高灵敏度的柔性压力传感器只在非常有限的低压力区间下工作，而检测范围大的其灵敏度却又很低。

发明内容

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种柔性压力传感器，包括：

柔性基板，包括分隔设置的至少三个分支；

至少三个第一柔性电极，分别设置于每个所述分支上；

柔性介电层，设置于每个所述第一柔性电极上，所述柔性介电层的介电常数在不同压力的作用下而改变；

第二柔性电极，设置于每个所述柔性介电层上。

优选地，所述柔性压力传感器还包括：

模数转换器件，设置于所述柔性基板上，各个第一柔性电极独立地与所述模数转换器件电连接。

优选地，所述柔性介电层包括石墨烯、碳纳米管、银纳米线、铜纳米线、纳米碳酸钡颗粒、纳米二氧化钛中的至少一种与高分子聚合物弹性体的复合物。

优选地，所述高分子聚合物弹性体包括苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯、聚烯系弹性体、聚苯乙烯系弹性体、聚酰胺系弹性体、硅橡胶中的一种。

优选地，所述第一柔性电极和/或所述第二柔性电极由导电纤维编制而成。

优选地，所述柔性介电层的厚度为50μm～200μm。