[发明专利]一种柔性压力传感器及其制备方法和诊脉仪

说明书

本发明公开了一种柔性压力传感器及其制备方法和诊脉仪，该柔性压力传感器的制备方法包括先制备具有若干孔洞的柔性隔离层，而后在柔性隔离层的两面贴合设置驻极体层，形成带有空腔的“三明治”式结构，再分别在驻极体层上背离柔性隔离层的表面设置电极层。通过以上方式，本发明柔性压力传感器的制备方法操作简单，成本低，所制得的柔性压力传感器灵敏度高，响应速度快。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种柔性压力传感器及其制备方法和诊脉仪。

背景技术

随着电子信息技术的发展，可穿戴式智能设备已逐步走进人们的生活，其中部分可实时监控人体的运动、健康等信息，极大地方便和丰富了人们的生活。例如，在医疗健康上，可应用不同的系统来监控人体的各种生理信号，如脉搏波、血压和体温。其中，人体脉搏波所呈现信息，在很大程度上反应出人体心血管系统中很多生理病理的特性，可作为临床诊断和治疗的依据，历来受到医学界的重视。人体脉搏波在传统中医中已被使用了上千年之久，用于进行疾病的初步预测诊断。近年来，随着传感监测技术的发展，出现了多种基于不同检测机制、用于人体脉搏波测量的传感器，如基于光学、图像处理、声学、压力装置等检测机制。其中，柔性压力传感器因其具有柔韧性，可承受多种变形，可直观、准确地检测脉搏波而被广泛应用。而目前现有的柔性压力传感器大多柔韧性不够，不能很好地适应人体表面的舒适性穿戴，与人体的贴合度不够，在灵敏度、响应、恢复时间和制备工艺方面存在明显不足。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明提供一种柔性压力传感器及其制备方法和诊脉仪。

本发明所采用的技术方案是：一种柔性压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1、在基底上设置柔性高分子材料层，而后在所述柔性高分子材料层上制造若干孔洞，将带有孔洞的柔性高分子材料层从基底上剥离，制得柔性隔离层；

S2、在所述柔性隔离层的两面贴合设置驻极体层；

S3、分别在所述驻极体层上背离所述柔性隔离层的表面设置电极层。

优选地，所述柔性压力传感器的制备方法还包括：S4、将所述柔性隔离层上孔洞中的空气介质电离。具体可采用电晕充电法将柔性隔离层上孔洞中的空气介质电离。由于驻极体层具有驻极特性，驻极体层的内表面可捕获储存空气介质电离产生的自由电荷，在孔洞两侧驻极体层上分别产生的正和负剩余电荷构成巨大的电偶极子，从而使传感器在后续工作过程无需外加电源，可实现自驱动，将机械变形转变为电信号传输出来，灵敏度高，且稳定性好。

步骤S1中，基底一般选用硬质基底，制备柔性隔离层前，可先处理基底使其具有较低的表面能，以便于后续操作时柔性隔离层易于从基底上剥离。柔性隔离层的材料一般为柔性高分子材料，优选为柔性高分子聚合物材料，制备时一般将柔性高分子材料与固化剂混合涂布于基底上，而后固化成型，制得柔性高分子材料层；再在柔性高分子材料层上制造若干孔洞，制造孔洞的方式可选自手工雕刻剥离、利用打孔机打孔和激光刻蚀中的任一种，孔洞形状可为圆形、六边形、三角形或一些不规则形状，孔洞优选阵列式排布，打孔率一般为10～70％；优选制造直径为1～5mm，中心间距为1.2～30mm的孔洞；打孔完成后，再将柔性高分子材料层从基底上剥离。

优选地，步骤S1中，将带有孔洞的柔性高分子材料层从基体上剥离后，还包括对所述带有孔洞的柔性高分子材料层进行表面改性处理，制得柔性隔离层；和/或，步骤S2具体包括先对驻极体层进行表面改性处理，再将处理后的驻极体层贴合设于所述柔性隔离层的两表面上；所述表面改性处理选自氧等离子体刻蚀处理、化学试剂浸泡处理中的至少一种，所述化学试剂浸泡处理所采用的化学试剂选自硅烷偶联剂。硅烷偶联剂包括但不限于氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷等。通过对驻极体层和柔性隔离层进行表面改性处理以增强黏附力，使柔性隔离层易于与驻极体层实现稳固的键合，提升产品的稳定性。一般只需对柔性隔离层与驻极体层的待贴合面进行表面处理，而在某些情况下，为了操作方便可顺带一起处理其他面。