生理信号采集传感带及其应用制造技术

本实用新型专利技术公开了生理信号采集传感带及其应用。其中，生理信号采集传感带包括：摩擦发电机：摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，绝缘层包覆在摩擦发电机的外表面；屏蔽层，屏蔽层包覆在绝缘层的外表面；封装层，封装层包覆在屏蔽层的外表面；以及输出电极，输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，第一引出电极穿入绝缘层、屏蔽层和封装层并与第一电极层相连，第二引出电极穿过封装层与屏蔽层相连，或穿过绝缘层、屏蔽层和封装层并与屏蔽层和第二电极层相连。当产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，使传感带输出信号的幅值增大。

Physiological signal acquisition and sensing band and its application

The utility model discloses a physiological signal acquisition and sensing belt and an application thereof. The physiological signal acquisition sensor strip includes a friction generator: the friction generator includes a first electrode layer, which are stacked in order to enhance the first polymer layer, insulating layer and the second electrode layer; the insulating layer and the insulating layer is coated on the outer surface of the friction generator; the shielding layer, the shielding layer is coated on the outer surface of the insulation layer; package and the outer surface of the encapsulation layer is covered on the shielding layer; and an output electrode and output electrode includes a first extraction electrode and the second extraction electrode, the first electrode leads into the insulating layer, the shielding layer and the encapsulation layer and the first electrode layer is connected, second electrodes through the package layer is connected with the shielding layer, an insulating layer, a shielding layer or through and the encapsulation layer and the shielding layer and the second electrode layer. When the induction charge is generated, the enhancement layer can reduce the neutralization rate between the electrons produced by the friction and the induced positive charge under the influence of the internal electric field, and the amplitude of the output signal of the sensing band is increased.

【技术实现步骤摘要】
生理信号采集传感带及其应用
本技术涉及摩擦电传感
，具体地，涉及生理信号采集传感带及其应用，更具体地，涉及生理信号采集传感带、生理监测系统、生理监测床垫和生理监测枕头。
技术介绍
基于摩擦发电机的生理信号监测传感带已被应用于人体生理信号的采集与监测，如心跳、呼吸等。摩擦发电机中构成摩擦界面的两个摩擦层不断发生接触分离，产生感应电荷，改变了两输出电极之间的电容，使两电极间产生电势差，当与外电路接通时，以交流的脉冲电的形式输出。但由于心跳、呼吸等人体活动幅度较小，从而作用在摩擦发电机上的力较小，导致摩擦发电机的输出信号小，不易识别、分析和处理。由此，基于摩擦发电机的生理信号监测传感带有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种生理信号采集传感带，该生理信号采集传感带通过在摩擦发电机的第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层间设置了一层增强层，当第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层之间的摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。根据本技术的一个方面，本技术提供了一种生理信号采集传感带。根据本技术的实施例，该生理信号采集传感带包括：摩擦发电机：所述摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，所述绝缘层包覆在所述摩擦发电机的外表面；屏蔽层，所述屏蔽层包覆在所述绝缘层的外表面；封装层，所述封装层包覆在所述屏蔽层的外表面；以及输出电极，所述输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极穿入所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述第一电极层相连，所述第二引出电极穿过所述封装层与所述屏蔽层相连，或所述第二引出电极穿过所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述屏蔽层和所述第二电极层相连。根据本技术实施例的生理信号采集传感带，在摩擦发电机的第一电极层与第一高分子聚合物绝缘层间设置了一层增强层，当第二电极层与第一高分子聚合物绝缘层之间的摩擦界面产生感应电荷后，增强层可降低摩擦产生的电子与感应正电荷在内部电场作用下的中和速率，从而使感应电荷的密度提高，进而，使第一电极层与第二电极层之间的电势差增大，从而，传感带输出信号的幅值增大。同时，绝缘层和屏蔽层实现了自防潮和自屏蔽的功能，这不仅增加了其输出电信号的稳定性，同时还延长了使用寿命。并且，该生理信号采集传感带的成本低、结构简单、信号敏感度高、稳定性好。进一步说明的是，本技术实施例的生理信号采集传感带是基于摩擦发电机的原理制成的。该生理信号采集传感带不仅可用于监测人体呼吸、心跳的频率和/或波形，还可同时检测其他生理行为和动作信号。以睡眠生理监测为例，当人处于安静睡眠中时，由生理信号采集传感带输出的生理电信号(如电压信号)能反映人体安静睡眠中的呼吸、心跳的频率和/或波形；当睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作时，生理信号采集传感带会输出明显异于处于安静睡眠中的生理电信号，基于上述信号，可以分析睡眠质量及人体健康状况。任选地，所述第一高分子聚合物绝缘层的靠近所述第一电极层的表面上设置有凹凸结构。任选地，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极层相对的两个表面构成摩擦界面。任选地，构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构。任选地，所述第一高分子聚合物绝缘层是由聚二甲基硅氧烷形成的。任选地，所述增强层的载流子浓度不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的载流子浓度，且所述增强层的电子迁移率不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的电子迁移率。任选地，所述增强层是由选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、硅胶、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯和全氟乙丙烯共聚物的至少一种形成的。任选地，所述增强层的厚度为0.03mm-2mm。任选地，所述增强层具有镂空结构。任选地，所述镂空结构呈阵列排布。任选地，相邻所述镂空结构的间距为5mm-25mm。任选地，所述镂空结构的宽度为1mm-5mm。任选地，所述摩擦发电机进一步包括：第二高分子聚合物绝缘层，所述第二高分子聚合物绝缘层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层之间，且所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一高分子聚合物绝缘层相对的两个表面构成摩擦界面，且至少一个表面上设置有凸起阵列结构。任选地，该生理信号采集传感带进一步包括：微动加强模块，所述微动加强模块设置在所述屏蔽层和所述封装层之间。任选地，所述微动加强模块为多个，且呈阵列排布。任选地，所述微动加强模块是由选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯、可发性聚乙烯、泡棉、丁苯橡胶、聚乙烯和三元乙丙橡胶的至少一种形成的。任选地，所述微动加强模块是由乙烯-醋酸乙烯共聚物形成的。任选地，该生理信号采集传感带进一步包括：监测电路，所述监测电路与所述输出电极相连，用于采集并处理所述输出电极输出的生理电信号。基于前述的生理信号采集传感带，根据本技术的另一方面，本技术提供了一种生理监测系统。根据本技术的实施例，该系统包括：前述的生理信号采集传感带；以及终端设备，所述终端设备与所述生理信号采集传感带相连，所述终端设备用于对所述生理信号采集传感带输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。进一步地，根据本技术的又一方面，本技术提供了一种生理监测床垫。根据本技术的具体实施例，该生理监测床垫包括：床垫本体；以及前述生理信号采集传感带，该生理信号采集传感带设置在床垫本体的内部和/或外部。根据本技术实施例的生理监测床垫，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测床垫的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。进一步地，根据本技术的又一方面，本技术提供了一种生理监测枕头。根据本技术的实施例，该生理监测枕头包括：枕头本体；以及前述生理信号采集传感带，所述生理信号采集传感带设置在所述枕头本体的内部和/或外部。根据本技术实施例的生理监测枕头，利用前述生理信号采集传感带采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。并且，该生理监测枕头的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。进一步地，根据本技术的再一方面，本技术提供了一种生理监测系统。根据本技术的实施例，该系统包括：前述生理监测床垫或前述的生理监测枕头；以及终端设备，所述终端设备与所述生理监测床垫或所述生理监测枕头相连，所述终端设备用于对所述生理监测床垫或所述生理监测枕头输出的生理电信号进行统计分析，并显示统计分析结果。根据本技术实施例的生理监测系统，利用前述生理监测床垫或生理监测枕头采集生理信号，具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单和使用寿命的优点。在利用终端设备对生理信号进行分析诊断，使检测结果更准确可靠。并且，该生理监测系统的结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生理信号采集传感带，其特征在于，包括：摩擦发电机，所述摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，所述绝缘层包覆在所述摩擦发电机的外表面；屏蔽层，所述屏蔽层包覆在所述绝缘层的外表面；封装层，所述封装层包覆在所述屏蔽层的外表面；以及输出电极，所述输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极穿入所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述第一电极层相连，所述第二引出电极穿过所述封装层与所述屏蔽层相连，或所述第二引出电极穿过所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述屏蔽层和所述第二电极层相连。

【技术特征摘要】
1.一种生理信号采集传感带，其特征在于，包括：摩擦发电机，所述摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层、增强层、第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层；绝缘层，所述绝缘层包覆在所述摩擦发电机的外表面；屏蔽层，所述屏蔽层包覆在所述绝缘层的外表面；封装层，所述封装层包覆在所述屏蔽层的外表面；以及输出电极，所述输出电极包括第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极穿入所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述第一电极层相连，所述第二引出电极穿过所述封装层与所述屏蔽层相连，或所述第二引出电极穿过所述绝缘层、所述屏蔽层和所述封装层并与所述屏蔽层和所述第二电极层相连。2.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层的靠近所述第一电极层的表面上设置有凹凸结构。3.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层与所述第二电极层相对的两个表面构成摩擦界面。4.根据权利要求3所述的生理信号采集传感带，其特征在于，构成所述摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构。5.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层的载流子浓度不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的载流子浓度，且所述增强层的电子迁移率不大于所述第一高分子聚合物绝缘层的电子迁移率。6.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层的厚度为0.03mm-2mm。7.根据权利要求1所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述增强层具有镂空结构。8.根据权利要求7所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述镂空结构呈阵列排布。9.根据权利要求8所述的生理信号采集传感带，其特征在于，相邻所述镂空结构的间距为5mm-25mm。10.根据权利要求7所述的生理信号采集传感带，其特征在于，所述镂空结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珊，刘同军，孙利佳，付晓玥，崔婧，徐传毅，
申请(专利权)人：纳智源科技唐山有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河北,13