一种压力传感器组件及压力检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种压力传感器组件及压力检测装置，该压力传感器组件包括：至少一个压力传感器和弹性气囊；其中，该弹性气囊套设于该压力传感器的外周，使该压力传感器密闭于该弹性气囊内，在受到外力按压时，该弹性气囊内部的气体压力发生变化，该压力传感器检测该气体压力的变化间接测得该外力。本申请通过在压力传感器外周套设弹性气囊，可以是压力传感器准确获取外部压力。
【专利说明】—种压力传感器组件及压力检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及压力传感器的【技术领域】，具体是涉及一种压力传感器组件及压力检测装置。
【背景技术】
[0002]随着人们生活质量的提高，人们对自身健康越来越重视，血压及脉搏的检测成为人们对自身健康状况了解的一个重要渠道。目前最普及的一种测血压装置，它采用传统的示波法，这种方法已有100多年历史，其利用充气袖带或腕带阻断动脉血流，在慢速放气过程中，检测血管壁的振动波，并找出振动波的包络与振动波的关系，来估算血压。其主要缺点是:体积、重量、耗电都很大，且测量耗时，需要几百秒。譬如。 申请人::精工爱普生株式会社、公立大学法人横浜市立大学的专利号:201110218935，血压检测装置和血压检测方法的申请； 申请人::中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所的专利号:200910104465，一种自适应血压检测装置的申请，都是基于示波法的工作原理。
[0003]现也有采用压力传感器以检测脉搏跳动的振动波。然而，其结构简单将压力传感器贴在人体脉位处，此种方法测量的脉搏压力不准确。
实用新型内容
[0004]本实用新型实施例提供一种压力传感器组件及压力检测装置，相较于现有技术，其结构简单，可以准确贴触人体脉位，测量出贴触处脉位的压力值。
[0005]为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种压力传感器组件，包括:至少一个压力传感器和弹性气囊；其中，所述弹性气囊套设于所述压力传感器的外周，使所述压力传感器密闭于所述弹性气囊内，在受到外力按压时，所述弹性气囊内部的气体压力发生变化，所述压力传感器检测所述气体压力的变化间接测得所述外力。
[0006]其中，所述压力传感器包括上、下压力传感器，所述上、下压力传感器背对背设置，所述下压力传感器的外周套设有下弹性气囊。
[0007]其中，所述上压力传感器外周套设有上弹性气囊。
[0008]其中，所述两个弹性气囊的弹性系数不同。
[0009]其中，所述弹性气囊的外周呈凸半球形。
[0010]其中，所述弹性气囊的材质为橡胶。
[0011]为解决上述问题，本实用新型还提供一种压力检测装置，所述压力检测装置包括:压力传感器组件，所述压力传感器组件具体包括:至少一个压力传感器和弹性气囊；其中，所述弹性气囊套设于所述压力传感器中的外周，使所述压力传感器密闭于所述弹性气囊内，所述弹性气囊受到外力按压时，所述弹性气囊内部的气体压力发生变化，所述压力传感器检测所述气体压力的变化间接测得所述外力；处理器，与所述压力传感器电连接，所述处理器用于处理所述压力传感器组件的压力信息。
[0012]其中，所述压力检测装置进一步包括显示器、操作键、语音提示电路、通讯电路、1/O接口中的至少一项，其中，
[0013]所述显示器与所述处理器电连接，用于显示所述压力检测装置的相关信息；
[0014]所述操作键与所述处理器电连接，用于输入控制命令；
[0015]所述语音提示电路与所述处理器电连接，用于给出所述压力检测装置操作过程及测试结果的语音提示；
[0016]所述通讯电路与所述处理器电连接，用于输入用户的个人信息及发送所述用户的检测信息，实现所述压力检测装置与外部移动终端的通讯连接；
[0017]所述I/O接口与所述处理器电连接，用于使所述压力检测装置与所述外部移动终端有线连接或对所述压力检测装置充电。
[0018]其中，所述通讯电路为蓝牙电路、无线网络电路或NFC近场通讯电路。
[0019]通过上述方式，本申请通过在压力传感器外套设弹性气囊的这一技术方案，可实现压力传感器组件准确获取外部压力，压力检测装置进一步处理该外部压力信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请压力传感器组件实施例一的结构示意图；
[0022]图2为本申请压力传感器组件实施例二的结构示意图；
[0023]图3为本申请压力传感器组件实施例三的结构示意图；
[0024]图4为本申请压力检测装置一优选实施例的内部结构示意图；
[0025]图5为图4实施例中处理器的模块示意图；
[0026]图6为计算电路具体实施例的示意图；
[0027]图7为本申请压力检测装置的结构侧视图；以及
[0028]图8为图7实施例的压力检测装置模块结构示意图。
具体实施例
[0029]下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]压力传感器组件实施例一:
[0031]请参阅图1，图1为本申请压力传感器组件实施例一的结构示意图，该压力传感器组件包括压力传感器I1和弹性气囊120，弹性气囊120套设于压力传感器110外周，压力传感器110置于弹性气囊120的封闭空间内，当弹性气囊120受到外力时发生弹性形变，导致其密闭空间内的气体压力发生变化，压力传感器110通过敏感该气体压力的值以间接测得外力的值。优选地，该弹性气囊120呈凸半球形，以便能够与人体手腕部的动脉位很好地接触。
[0032]由于弹性气囊120与手腕的接触面积很大，接触面积可以为5?1011^圆周面积，例如，采用硅压阻式传感器时，接触面积的直径可以为9皿。压力传感器110的受力仅仅与弹性气囊120内的压力有关，而与弹性气囊120表面受力的位置无关，因此对于测量脉搏的位置精度并不敏感，同时对测量姿态微小的变化也不敏感。换句话说，在压力传感器110工作时，并不要求作用力必须作用在压力传感器110的几何中心线上，即对受力的角度没有严格要求。这就可以在保证测量精度的情况下，降低了对用户的操作要求。其中，弹性气囊120可以为橡胶等软质材料制成。
[0033]优选地，该压力传感器110的灵敏度较高，例如采用硅压阻式压力传感器，硅压阻式压力传感器内部包括硅片电桥、微型机械结构、八IX:电路、温度传感结构及串行接口等，其具体的原理与工作过程为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。该传感器安装尺寸小，比如可以小于9X9111111。
[0034]另外，压力传感器可以选用多种不同的类型，以便进一步减小其安装尺寸，譬如，薄膜压阻式压力传感器、柱式压力传感器等，其安装尺寸可以小于6X6皿。另外，根据本实用新型实施例的需要还可以定制尺寸更小的压力传感器。
[0035]压力传感器组件实施例二:
[0036]请参阅图2，图2为本申请压力传感器组件实施例二的结构示意图，
[0037]该压力传感器组件包括背对设置的上压力传感器210、下压力传感器220以及套设在该上、下压力传感器外周的上弹性气囊230和下弹性气囊240。在测量时，上压力传感器210敏感到上部的按压力，下压力传感器220敏感到人体脉位的压力。其中，弹性气囊的材质、结构以及配合原理与上一实施例相同，此处不再赘述。值得一提的是，上弹性气囊230的弹性系数可以比下弹性气囊240的弹性系数要大，相差20-50倍，使套有弹性系数大的上弹性气囊230的上压力传感器210的动态响应比套有弹性系数小的下弹性气囊240的下压力传感220器低。
[0038]优选地，该上、下压力传感器采用灵敏度较高的压力传感器，例如硅压阻式压力传感器，硅压阻式压力传感器内部包括硅片电桥、微型机械结构、八IX:电路、温度传感结构及串行接口等，其具体的原理与工作过程为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。该传感器安装尺寸小，比如可以小于9X9111111。
[0039]在其他实施例中，上、下压力传感器可以分别采用不同类型的压力传感器，譬如，下压力传感器220采用硅压阻式传感器，因为其灵敏度高，所以在其外部设置有下弹性气囊240，通过下弹性气囊240内部空气压力的变化来检测压力值，而上压力传感器210则可以采用其他形式的压力传感器，譬如柱式压力传感器，同时也可以在上压力传感器210外部不设置有弹性气囊，而直接敏感施加的压力。
[0040]另外，上、下压力传感器还可以采用安装尺寸更小的压力传感器，以便使压力传感器组件的整体结构更加小巧、便携，例如采用薄膜压阻式压力传感器，其安装尺寸可以小于6X6皿。另外，根据本实用新型实施例的需要还可以定制尺寸更小的压力传感器。上、下压力传感器具体选用哪种类型此处不做限定。
[0041]此实施例的压力传感器组件通过上、下压力传感器的相互校正的同时利用弹性气囊对受力位置和方向不敏感的性质，可以准确测量出脉搏压力。
[0042]压力传感器组件实施例三:
[0043]请参阅图3，图3为本申请压力传感器组件实施例三的结构示意图，该压力传感器组件包括相互间个设置的第一压力传感器310、第二压力传感器320、第三压力传感器330以及分别套设在该第一、第二、第三压力传感器外周的第一弹性气囊340、第二弹性气囊350、第三弹性气囊360。
[0044]具体而言，第一、第二、第三压力传感器间隔设置并分别对应人体脉搏的寸、关、尺三个脉位，三个压力传感器受力相互独立。三个弹性气囊分别套设在第一、第二、第三压力传感器的外周，三个压力传感器分别置于三个弹性气囊的封闭空间内，当弹性气囊受到外力(脉搏压力)时发生弹性形变，导致其密闭空间内的气体压力发生变化，压力传感器通过敏感该气体压力的值以间接测得外力的值。
[0045]优选地，该压力传感器组件还包括柔性电路板370，三个压力传感器相互间隔地贴装在柔性电路板370的一侧，为了保证压力传感器受力的独立性，相邻的压力传感器之间开有分割线，分隔线的长度根据压力传感器的安装尺寸确定，一般为8-12_，其宽度则通过压力传感器的间隔距离以及压力传感器的安装尺寸共同决定，可以设置为0.1?0.5_。各相邻压力传感器的间隔距离则根据人体腕部的寸、关、尺三个脉位的间距进行设置。
[0046]优选地，三个弹性气囊均呈凸半球形，以便能够与人体手腕部的动脉位很好地接触，当然，弹性气囊的形状不限于此，能够起到与人体手腕部动脉很好地接触作用即可。弹性气囊可以为橡胶等软质材料制成。
[0047]在测量时，三个弹性气囊分别与人体手腕部的寸、关、尺脉位(挠动脉处的人体表皮软组织)相贴触，压力传感器组件接受按压，三个压力传感器则分别敏感到寸、关、尺脉位处的脉搏力。由于弹性气囊与手腕的接触面积很大。例如，接触面积为5?1mm圆周面积，优选8_，而压力传感器的受力仅仅与弹性气囊内的压力有关，而与弹性气囊表面受力的位置无关，因此对于测量脉搏的位置精度并不敏感，同时对测量姿态微小的变化也不敏感。换句话说，在测量时，并不要求作用力必须作用在压力传感器的几何中心线上，只要压力传感器外部的弹性气囊能够接触到动脉处即可，即对受力的位置和角度没有严格要求。这就可以在保证测量精度的情况下，降低了对用户的操作要求。
[0048]优选地，该三个压力传感器采用灵敏度较高的压力传感器，例如硅压阻式压力传感器，硅压阻式压力传感器内部包括硅片电桥、微型机械结构、ADC电路、温度传感结构及串行接口等，其具体的原理与工作过程为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。该传感器安装尺寸小，比如可以小于9X9mm。
[0049]在其他实施例中，三个压力传感器可以分别采用不同类型的压力传感器，譬如，柱式压力传感器、薄膜压阻式压力传感器等，另外，根据本实用新型实施例的需要还可以定制尺寸更小的压力传感器，使其安装尺寸可以小于6X6mm。压力传感器具体选用哪种类型此处不做限定。
[0050]本申请创新地采用三个传感器对应人体寸、关、尺脉位设置，同时在三个压力传感器外周套设弹性气囊，可以准确测量出三个脉位的压力信息。
[0051]压力检测装置实施例:
[0052]请参阅图4，图4为本申请压力检测装置一优选实施例的内部结构示意图，该压力检测装置包括上述实施例中所述的压力传感器组件、电路板410以及处理器420。其中，压力传感器组件进一步包括压力传感器430和弹性气囊440，关于弹性气囊440与压力传感器430的结构、类型以及配合原理请参阅上述实施例，此处不再详述。
[0053]压力传感器430和处理器420分别固定在电路板410上，处理器420与压力传感器430电连接并处理压力传感器430的压力信息。
[0054]在实际应用中，可利用该压力检测装置检测被测部与压力相关的参数。例如，用户将弹性气囊440贴触在被测部，并对压力检测装置施压，使得弹性气囊挤压被测部。反作用地，被测部通过弹性气囊440向压力传感器430产生压力，其中被测部产生的压力为用户施加的按压力和被测部的自身压力的合力，处理器420可通过采样电路获得压力传感器检测到的压力，根据该压力可得到被测部的相关参数，例如被测部的自身压力值或者振动频率等。进一步地，本申请压力检测装置也可用于测量人体脉搏信息，用户将弹性气囊贴触人体动脉位置并施压，处理器获得动脉位置的脉搏压力信号，并可根据该脉搏压力信号分析得到人体的脉搏波形、心率、血压及脉象等信息，具体处理器获取被测部的自身压力值、振动频率、根据脉搏压力信号得到人体脉搏信息均可以采用模拟电路(如采样电路、周期检测电路等)或者计算机程序实现，由于上述实现方式为现有技术方法，故本申请中处理器不涉及到软件方法的改进，并在此不作赘述。
[0055]具体而言，请参阅图5，图5为图4实施例中处理器的模块示意图，该处理器500包括压力获取模块510、压力计算模块520和血压计算模块530 ;其中，压力获取模块510用于同步获取在压力检测装置接受外部按压力过程中压力传感器反馈的压力值，具体来说，压力获取模块510在压力检测装置接受外部按压力时，按照预置周期采样压力传感器的压力值，压力计算模块520处理并计算该压力值，血压计算模块530则根据该压力值求得人体的收缩压和舒张压，其中，压力获取模块510可以通过采样电路实现，压力计算模块520可以通过计算电路实现，请参阅图6,图6为计算电路具体实施例的示意图，其中，610和620为不同的传感器电路，630为比较器。
[0056]请一并参阅图7和图8，图7为本申请压力检测装置的结构侧视图，图8为图7实施例的压力检测装置模块结构示意图，其中，电路板(图中未示)、处理器810以及压力传感器820可以设在壳体710的内部，壳体710固定并保护电路板、处理器810以及压力传感器820。弹性气囊720则突出于壳体710的表面，以便在按压过程中，弹性气囊720能够接触到人体手腕部的脉位。
[0057]作为本实施例压力检测装置的进一步优化，该压力检测装置还包括显示器730、操作键740、语音提示电路830、通讯电路840、I/O接口 850中的至少一项。具体而言，显示器730设于壳体710的上表面，并与处理器810电连接，用于显示相关数据信息，优选液晶或者LED屏作为显示器730，操作键740则设在壳体710的侧边或者上表面，同样与处理器810电连接，用于对该压力检测装置进行相关操作控制命令的输入，操作键740的数量可以为一个或多个，此处对操作键740的数量和设置位置不做限定。
[0058]语音提示电路830(其中包括扬声器)可以发出操作过程及测试结果的语音提示，方便用户使用，增强人机交流体验。通讯电路优选采用无线通讯的形式，具体可以为蓝牙电路、无线网络电路或NFC近场通讯电路等。该通讯电路还设置有唯一的ID号，用户可以通过录入个人信息的形式进行设置个人账号，通讯电路则可以将对应ID号用户使用该压力检测装置的数据信息发送到远程服务器或移动终端上，以便对数据进一步分析及存储。其中，录入个人信息的形式又可以为输入用户姓名或通过指纹识别装置输入用户指纹等。
[0059]1/0接口 850则主要用于该压力检测装置与外部设备的有线连接，譬如可以通过旧8接口连接到计算机上进行数据的传输，通过充电接口对压力检测装置充电等，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再详述。
[0060]本实施例中提供的压力检测装置可以测量人体脉搏和血压信息，通过弹性气囊与人体脉位接触，测量准确，结构精巧，兼容性强。
[0061]以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种压力传感器组件，其特征在于，包括:至少一个压力传感器和弹性气囊； 其中，所述弹性气囊套设于所述压力传感器的外周，使所述压力传感器密闭于所述弹性气囊内，在受到外力按压时，所述弹性气囊内部的气体压力发生变化，所述压力传感器检测所述气体压力的变化间接测得所述外力。
2.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力传感器包括上、下压力传感器，所述上、下压力传感器背对背设置，所述下压力传感器的外周套设有下弹性气囊。
3.根据权利要求2所述的压力传感器组件，其特征在于，所述上压力传感器外周套设有上弹性气囊。
4.根据权利要求3所述的压力传感器组件，其特征在于，所述两个弹性气囊的弹性系数不同。
5.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力传感器和所述弹性气囊的数量均为三个，所述三个压力传感器相互间隔设置，所述三个弹性气囊分别套设于所述三个压力传感器的外周。
6.根据权利要求1至4任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述弹性气囊的外周呈凸半球形。
7.根据权利要求1至4任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述弹性气囊的材质为橡胶。
8.一种压力检测装置，其特征在于，所述压力检测装置包括: 压力传感器组件，所述压力传感器组件具体包括:至少一个压力传感器和弹性气囊；其中，所述弹性气囊套设于所述压力传感器中的外周，使所述压力传感器密闭于所述弹性气囊内，所述弹性气囊受到外力按压时，所述弹性气囊内部的气体压力发生变化，所述压力传感器检测所述气体压力的变化间接测得所述外力； 处理器，与所述压力传感器电连接，所述处理器用于处理所述压力传感器组件的压力信息。
9.根据权利要求8所述的压力检测装置，其特征在于，所述压力检测装置进一步包括显示器、操作键、语音提示电路、通讯电路、I/O接口中的至少一项，其中， 所述显示器与所述处理器电连接，用于显示所述压力检测装置的相关信息； 所述操作键与所述处理器电连接，用于输入控制命令； 所述语音提示电路与所述处理器电连接，用于给出所述压力检测装置操作过程及测试结果的语音提示； 所述通讯电路与所述处理器电连接，用于输入用户的个人信息及发送所述用户的检测信息，实现所述压力检测装置与外部移动终端的通讯连接； 所述I/o接口与所述处理器电连接，用于使所述压力检测装置与所述外部移动终端有线连接或对所述压力检测装置充电。
10.根据权利要求9所述的压力检测装置，其特征在于，所述通讯电路为蓝牙电路、无线网络电路或NFC近场通讯电路。
【文档编号】A61B5/021GK204147015SQ201420149544
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】孙尙传, 李西峙 申请人:深圳市大富网络技术有限公司