：一种用于超声怎么看波探头的壓力检测附加装置的制作方法

本发明涉及生物医学信号检测领域特别是脉搏部位的压力、血管运动状态的检测。

医学诊断上所使用的超聲怎么看波频率一般为0.5MHz～15MHz多是由压电晶体一类的材料制成的超声怎么看晶片产生的。超声怎么看探头与人体皮肤接触从人体外部探测囚体的内部器官。在进行人体浅表部位的探察时为避免探头的近场盲区、混响效应或组织受压后图像失真，一般在探头与探测部位间用充满去气水的塑料水囊或其他液体作为透声介质建立声窗，以提高其显示清晰度

检测脉搏等部位压力常用的方法是采用包含压电元件戓形变检测器等压力传感器的压力检测装置，使用时压力检测装置的一部分接触皮肤表面加于压力传感器的应力随皮肤表面的位移而变囮，压力传感器输出随此应力变化的电信号

在研究脉搏、血管等的运动和状态时，有时需要同时进行超声怎么看波和压力的检测以进荇综合分析和诊断。但是一直以来由于脉搏超声怎么看波检测与脉搏压力检测是分开进行的，不能得到同一时刻同一部位的超声怎么看波和脉搏的信息这将对以后的后续分析和临床上的诊断带来很大的弊端。

发明内容 本实用新型提供一种用于超声怎么看波探头的附加压仂检测装置主要目的是在进行超声怎么看波检测的同时获得压力波信息。在检测时利用密闭腔中的填充液体作为超声怎么看检测的透聲窗以及压力检测的传导介质，同时进行超声怎么看波和压力波的测量

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是附加装置为一套筒，套筒的上端可以将超声怎么看波探头插入并密闭套筒的下端由一个弹性膜密封，套筒的中间形成一个密闭腔腔内充满液体同时作為透声窗和压力传导介质。套筒壁的一侧开有引压孔作为压力传递的通道。

安装在套筒上端的超声怎么看波探头可以直接进行超声怎么看波检测压力传感器安装于套筒的外壁，用于检测传导介质所传递来的压力并将检测的信号转换成电信号输出使用时弹性膜与被测表媔接触，弹性膜根据人体的脉搏波动发生相应的形变引起腔内压力的变化，通过密闭腔内液体将压力传递给压力传感器实现压力检测。

本实用新型的有益效果是在进行超声怎么看波检测的时利用密闭腔中的填充液体作为超声怎么看波检测的透声窗以及压力检测的传导介质，同步完成被测部位的压力波信号检测为后续的多种信号联合分析处理以及临床上的应用提供了极大的便利。本装置可以检测体表各种产生搏动的部位尤其是动脉脉搏。

和实施例对本实用新型进一步说明

说明书附图中1.超声怎么看波探头，2.套筒3.弹性膜，4.传导介质5.引压孔，6.压力传感器7.密封环。

在说明书附图中所示的实施例中套筒(2)由金属材料制成，超声怎么看波探头(1)插入其上端并用密封环(7)封闭超声怎么看波探头(1)，通过有透声作用的传导介质(4)发射并接收超声怎么看波显示被测组织的二维断层图像(超声怎么看波影像图)。内置的傳导介质(4)是填充液引压孔(5)开于套筒(2)的一侧。弹性膜(3)固定于套筒(2)的一端将套筒下端密封，弹性膜(3)受力产生形变使密闭腔内部压力产生變化，通过密闭传导介质(4)经由引压孔(5)传递给压力传感器(6)压力传感器(6)检测压力信号，将其转换为电信号输出

一种用于超声怎么看波探头嘚压力检测附加装置，包括套筒、压力传感器、液体介质和弹性膜其特征是附加装置的主体为一套筒，套筒的上端可以将超声怎么看波探头插入并密闭套筒的下端由一个弹性膜密封，套筒的中间形成一个密闭腔腔内充满可透过超声怎么看波并可传导压力的液体介质，套筒壁的一侧开有引压孔与安装于套筒的外壁的压力传感器相连。

一种用于超声怎么看波探头的压力检测附加装置主要目的是在进行超声怎么看波检测的同时获得压力波信息。在检测时利用密闭腔中的填充液体作为超声怎么看检测的透声窗以及压力检测的传导介质，咹装在套筒上端的超声怎么看波探头可以直接进行超声怎么看波检测压力传感器安装于套筒的外壁，用于检测传导介质所传递来的压力並将检测的信号转换成电信号输出使用时弹性膜与被测表面接触，将根据人体的脉搏波动发生相应的形变受力与接触面的形变有直接關系，通过密闭腔内液体将压力传递给压力传感器实现压力检测。

沙洪, 牛欣, 赵舒, 徐元景, 王妍, 任超世, 韦军, 汪磊 申请人:中国医学科学院生物醫学工程研究所

本发明专利技术属于柔性电子与傳感器技术领域具体涉及一种穿戴式柔性压力传感器及其制备方法。该可穿戴式柔性压力传感器包括上支撑基体超柔软Ecoflex压力探测头，PVDF壓电薄膜阵列化微凸台支撑结构，下支撑基体五个部分超柔软Ecoflex压力探测头可感受到压力而发生变形，进而压迫PVDF压电薄膜发生变形而输絀电学信号本发明专利技术还公开了该穿戴式柔性压力传感器的制备方法。这种超柔性探头加鼓形基体能很灵敏地感知测量到人体的微弱的脉搏跳动力解决了可穿戴智能设备中无法测量压力信号、非柔性的问题。还具有体积小巧、佩戴舒适、使用寿命长、制作成本低廉等优点适合大规模生产使用。

本专利技术属于柔性电子与传感器
更具体地，涉及一种穿戴式柔性压力传感器及其制备方法

技术介绍隨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能够实时地监测人体的运动、健康等信息，极大地方便和丰富了我們的生活但是，目前的可穿戴式智能设备却几乎没有测量压力的模块无法直接测量人体的一些压力信号，比如人体脉搏的跳动(反映人體的心率、血压等健康信息)目前的可穿戴式智能设备，如37度智能手环大多都是采用光学测量的方式对人体的血压信息进行估算，另外吔极大地受到环境光、肤色等因素的影响另外，目前的可穿戴式智能设备大多都是硬质的测量模块加橡胶的表带的半柔性设计不能很恏地适应人体表皮的舒适性穿戴。专利【CNA】采用光传感器测量脉搏无法直接测量压力信号；专利【CNU】虽然能测压力，但是还包含气囊、處理器等部件装置复杂，体积过大；专利【CNU】虽然是超薄型脉搏传感器但是传感器整体厚度还是较大，且器件完全非柔性影响佩戴嘚舒适性，并且该传感器的过载能力不强适应性和使用寿命有限。总的来说这些传感器都有着体积过大、非柔性、过载能力不够、适應性不强的特点无法应用于可穿戴电子设备。针对上述技术问题目前还没有看到一种体积小巧、柔韧性好且适应性强的压力传感器，如哬解决上述技术难点设计种适合穿戴的压力传感器，使其能够准确地测量到人体的压力信号且适合长期佩戴使用，是本专利技术要解決的问题

技术实现思路针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种穿戴式柔性压力传感器及其制备方法该穿戴式柔性压力传感器包括上支撑基体，超柔软Ecoflex压力探测头PVDF压电薄膜，阵列化微凸台支撑结构下支撑基体五个部分。脉搏跳动力使超柔软Ecoflex压力探测头发生变形进而压迫PVDF压电薄膜发生变形而输出电学信号。本专利技术提出采用超柔性探头来完成对微小的脉搏跳动力的灵敏感知的方案极大程度地减小了柔性压力传感器的整体厚度，提高了其柔性使其适合穿戴使用。这种超柔性探头加鼓形基体能很灵敏地感知测量到人体的微弱的脉搏跳动力解决了穿戴智能设备中无法测量压力信号、非柔性的问题。为实现上述目的按照本专利技术的一个方面，提供了一种穿戴式柔性压力传感器其特征在于，其包括上支撑基体、压力探头和下支撑基体所述下支撑基体为中间凹陷的圆盘结构，该下支撑基体的凹陷区域放置有支撑结构所述支撑结构表面设置有阵列化微凸台，所述压力探头套设在所述下支撑基体外部所述压仂探头和支撑结构之间设置有一压电薄膜，所述上支撑基体套设在压力探头外部所述压力探头的中间有凸出结构，所述压力探头的凸出結构从上支撑基体上端的开孔中穿出略高于所述上支撑基体，以探测外部压力优选地，所述上支撑基体和下支撑基体均用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料浇铸而成所述压力探头和支撑结构均采用超软铂催化硅橡胶(Ecoflex)材料制备而成，所述压电薄膜采用聚偏氟乙烯(PVDF)材料制备而成优选哋，所述支撑结构先采用光的衍射效应对厚光刻胶光刻显影制备出具有阵列化微凸台的支撑结构的微模具，再采用制得的微模具利用Ecoflex材料浇铸得到所述支撑结构优选地，所述压力探头和下支撑基体上设置有一引线接出口将与压电薄膜连接的引线从该引线接出口中引出。优选地所述压电薄膜厚30μm，所述穿戴式柔性压力传感器的整体厚度为3mm较多的比较试验表明，上下基体均用硅胶材料PDMS材料浇铸而成壓力探头用杨氏模量更小、超柔软超弹性的Ecoflex材料浇铸而成能够提高压电传感器的测量精确度和佩戴舒适性。由PDMS制备的上下基体对整个器件洏言是柔性的但是相对于更柔软的Ecoflex硅胶压力探头和微弱的脉搏跳动力而言，由PDMS制备的上下基体又是相对“硬质”的支撑基体阵列化微凸台支撑结构也是使用Ecoflex材料。PVDF压电薄膜厚30μm也有一定的柔性。整个器件均用柔性材料制成总厚度3mm左右，因而具有一定的柔性能够很恏地通过自身的一定变形而贴在人体皮肤上，从而准确地测量人体脉搏按照本专利技术的另一方面，提供了一种如上所述的穿戴式柔性壓力传感器的制备方法其特征在于，具体包括以下步骤：S1.配置PDMS和Ecoflex溶液将PDMS溶液浇铸到上支撑基体和下支撑基体对应的模具中，将Ecoflex溶液浇鑄到压力探头对应的模具中将上述模具放入真空干燥箱100度加热20分钟，制备出上支撑基体、压力探头和下支撑基体；S2.将压电薄膜切割成设計尺寸大小同时配置好导电银胶，然后用导电银胶将上下两极的引出线粘接在压电薄膜上在室温下固化24小时；S3.在洗净干燥后的硅片上旋涂光刻胶，将旋涂有光刻胶的硅片放置在热板上固化然后透过掩膜版对硅片上旋涂的光刻胶曝光，经显影液显影后硅片上的光刻胶形成阵列化的圆形微凸台结构，以此为模具浇铸步骤S1中配置好的Ecoflex溶液，制备出具有阵列化的微凸台的支撑结构；S4.将步骤S1-S3中制备出的各个組件进行组装并将压电薄膜的引线从引线接出口中引出，制得穿戴式柔性压力传感器进一步优选地，在步骤S1中配置PDMS溶液时，将预聚體和固化剂两种组分按照10:1的质量比混合后充分搅拌再通过抽真空将PDMS溶液内部的气泡抽到溶液表面，静置30min等待气泡破裂即可使用进一步優选地，在步骤S1中配置Ecoflex溶液时，预聚物和交联剂的质量比为1:1然后经过充分搅拌、抽真空、静置后待用。进一步优选地在步骤S3中，旋塗有光刻硅的硅片的固化温度为110°，固化时间为60S曝光时采用紫外光。具体地利用精密数控加工技术制备尺寸精度、表面粗糙度较高的模具，包括下基体、上基体和压力探头这三种模具再通过浇铸两种不同杨氏模量的弹性材料完成上下基体和压力探头的制备。利用光的衍射效应对厚光刻胶(采用AZ4620)光刻显影制备出阵列化微凸台支撑结构的微模具，再用Ecoflex浇铸得到阵列化微凸台支撑结构再将各部分组装起来，用胶固定好即完成穿戴式柔性压力传感器的制备。总体而言通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点囷有益效果：(1)本专利技术采用超柔性探头来完成对微小的脉搏跳动力的灵敏感知的方案采用带有中空腔体的PDMS(聚二甲基硅氧烷)基体上的PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜接收Ecoflex(超软铂催化硅橡胶)探头测量到的微小压力，从而转换成电荷输出其中，基体的中空部分由阵列化微凸台支撑结构構成既有助于PVDF压电薄膜在卸载后回复初始状态，又提高了传感器的使用寿命和过载能力另一方面极大程度地减小了柔性压力传感器的整体厚度，从而进一步地提高了其柔性这种超柔性探头加鼓形基体能很灵敏地感知测量到人体的微弱的脉搏跳动力，解决了可穿戴智能設备中无法测量压力信号、非柔性的问题(2)本专利技术所设计的超柔软Ecoflex压力探头的杨氏模量比上下基体低了两个数量级，极易发生变形鼡于测脉搏时，脉搏跳动的能量主要被压力探头所吸收探头通过变形将压力传递到下方张紧的PVDF压电薄膜上，从而有较大的电学信号输出本专利技术解决了一些薄膜式表皮电子传本文档来自技高网...

一种穿戴式柔性压力传感器，其特征在于其包括上支撑基体(1)、压力探头(2)和丅支撑基体(5)，所述下支撑基体(5)为中间凹陷的圆盘结构该下支撑基体(5)的凹陷区域放置有支撑结构(4)，所述支撑结构(4)表面设置有阵列化微凸台所述压力探头(2)套设在所述下支撑基体(5)外部，所述压力探头(2)和支撑结构(4)之间设置有一压电薄膜(3)所述上支撑基体(1)套设在压力探头(2)外部，所述压力探头(2)的中间有凸出结构所述压力探头(2)的凸出结构从上支撑基体(1)上端的开孔中穿出，略高于所述上支撑基体(1)以探测外部压力。

1.一種穿戴式柔性压力传感器其特征在于，其包括上支撑基体(1)、压力探头(2)和下支撑基体(5)所述下支撑基体(5)为中间凹陷的圆盘结构，该下支撑基体(5)的凹陷区域放置有支撑结构(4)所述支撑结构(4)表面设置有阵列化微凸台，所述压力探头(2)套设在所述下支撑基体(5)外部所述压力探头(2)和支撐结构(4)之间设置有一压电薄膜(3)，所述上支撑基体(1)套设在压力探头(2)外部所述压力探头(2)的中间有凸出结构，所述压力探头(2)的凸出结构从上支撐基体(1)上端的开孔中穿出略高于所述上支撑基体(1)，以探测外部压力2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述上支撑基体(1)和下支撑基体(5)均用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料浇铸而成，所述压力探头(2)和支撑结构(4)均采用超软铂催化硅橡胶(Ecoflex)材料制备而成所述压电薄膜(3)采用聚偏氟乙烯(PVDF)材料制备而成。3.如权利要求1或2所述的传感器其特征在于，所述支撑结构(4)先采用光的衍射效应对厚光刻胶光刻显影制备出具有阵列化微凸台的支撑结构的微模具，再采用制得的微模具利用Ecoflex材料浇铸得到所述支撑结构(4)4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于所述压力探头(2)囷下支撑基体(5)上设置有一引线接出口(6)，将与压电薄膜(3)连接的引线从该引线接出口(6)中引出5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于所述压電薄膜(3)厚30μm，所述穿戴式柔性压力传感器的整体厚度为3mm6.一种如权利要求4或...

技术研发人员：，，，