[发明专利]一种用于人体骨骼应力测试的无线应力传感器及其测试方法

摘要

本发明公开一种用于人体骨骼应力测试的无线应力传感器及其测试方法，利用非晶铁磁纤维的巨应力阻抗效应和巨磁阻抗效应，将非晶铁磁短纤维置于传感器基底中，制成软体薄膜型应力传感器，将应力传感器粘贴在伤骨的端面或侧面。测试时，人体置于磁场环境中，对应力传感器安置部位发射电磁波信号，激发非晶铁磁纤维内部产生高频交流电流，电磁波的回波信号与发射信号相比有衰减，且衰减程度与应力的大小有一定的关系，通过事先的标定，就可以探知骨应力的大小。本发明中应力传感器不需电源与导线进行连接，尺寸小而薄，且无毒腐作用，可以永久置于体内而不影响人体的生理机能；测试的过程不需导线，且对人体不会造成损害，操作方便。

主权项

一种用于人体骨骼应力测试的装置，其特征在于：包括应力传感器、电磁波收发器以及信号分析器；其中，应力传感器置于人体骨骼上，用来探测人体骨骼所产生的应力；电磁波收发器具有电磁波发射端与接收端，发射端用来发射电磁波信号，接收端用来接收电磁波的回波信号；电磁波收发器将发射端发射的电磁波信号与接收端接收的电磁波回波信号转化成电信号发送到电磁波信号分析器进行比较，通过电磁波信号分析器得到电磁波回波信号的衰减率，由此得到人体骨骼应力大小的信号；所述应力传感器包括传感器基体与应力敏感纤维；其中，传感器基体为薄膜状；传感器基体内设置有非晶铁磁材料的应力敏感纤维；应力敏感纤维的长度L、软基体材料的介电常数ε、电磁波的中心谐振频率fres以及波速c之间满足方程： f res , n = c ( 2 n - 1 ) / ( 2 L ϵ ) 式中，n是自然数，表示第n个谐振频率。