压力传感器制造技术

提供了用于测量由绷带施加的压力的传感器。所述传感器包括具有传感器区域的长形条带。所述传感器区域包括：底板；顶板；定位在底板与顶板之间的可压缩间隔件，被配置成检测所述顶板与所述底板之间的距离的电子传感设备。所述顶板被布置成压缩所述可压缩间隔件并且被布置成使得当所述传感器定位在所述绷带与肢体之间时，所述绷带在所述顶板的表面上施加垂直于所述表面的力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器专利
本专利技术涉及传感器，并且特别涉及可用于测量由围绕下肢静脉性溃疡的绷带或长袜施加的压力的装置，所述长袜例如渐变压缩长袜(graduatedcompressionstocking)。专利技术背景下肢静脉性溃疡在任何给定时间都会影响英国人口的1％至1.5％。基于6,000万人，这相当于约200,000个溃疡个体需要在任何给定时间进行治疗。治疗总费用估计为每年4.5亿英镑至8亿英镑。在美国，治疗费用估计每年近50亿美元。任何一个人患有溃疡的平均时间长度超过六个月，并且个人多年来患溃疡并不罕见。如果溃疡的确愈合，在没有预防措施的情况下，六个月的复发率通常高达50％。治疗的主要手段包括多层渐变压缩包扎；使用弹性绷带，在脚踝处施加较高的压力，绷带逐渐变得压缩性越来越小，直至膝盖。没有必要在膝盖以上包扎。施加过大的压力可能导致患者感到不适或实际受到伤害，据认为，在所有管理病例中高达10％的病例都会发生。施加不足的压力对愈合过程有负面影响，并且还可能提供不充分的支撑或不能将绷带保持在适当的位置。因此，需要施加正确的渐变压缩。这是一项技术高超的任务，例如要求护士进行漫长的培训课程。医疗保健从业者通常只有多年的经验才能胜任，但不幸的是，即使经过培训和经验丰富，证据表明在50％至90％的时间内不能正确施加渐变压缩绷带。市场上存在许多压缩绷带类型，它们都具有不同的拉伸特性，并且存在多种施加技术。这些因素使得特别难以获得绝对正确的渐变压缩分布，从而使溃疡最终愈合的机会最大化。单独的隔膜压力传感器是众所周知的并且可以是充气的、充水的、充油的等。用于记录例如测试人体模型上的渐变压缩长袜的压缩能力的可商购获得的装置(formas)基于隔膜系统。然而，确保正确使用的问题仍然存在。WO2006/013422综述了已知的压力传感器，并提出了可以直接放置在身体上或绷带的绕组之间的传感器。用于提供由绷带施加至人体或动物体的压力的指示的此类压力传感器包括适于放置在绷带与身体之间的长形柔性支撑条带，所述条带携带有其电性质随着垂直于条带平面的施加压力而变化的平面压敏部分，并且还携带有用于将压敏部分连接至电力供应和连接至用于提供所施加压力的指示的构件的平柔性导体。压敏部分是量子隧道复合物(QTC)，其是一种可按柔性形式作为片材获得的材料并且其导电性根据施加在片材平面上的压力而变化。平面压敏部分的使用允许提供薄条带，所述薄条带可以容易地引入绷带的绕组下方或之间，并且也可以在使用后被移除。然而，该装置依赖于QTC材料的使用，并且具有包括以下的缺点：(i)产生使得整个装置中的电响应均一的均匀复合材料困难，(ii)从此类传感器获得的信号的幅度可能较低并且还受到噪声水平的影响的事实，以及(iii)如果在装置上横向拉动绷带，则记录错误测量的可能性。此外，如果使用凸起区域以获得良好结果，则可能难以从施加的绷带下方移除该装置。此外，装置作为一次性使用的一次性产品可能是不经济的。在WO2012/093259中描述了具有气动操作器的可替代压力传感器，其中描述了多个可单独膨胀的球囊部分，其耦联至刚性条带，每个球囊部分用作传感器。传感器阵列在绷带下施用，球囊部分膨胀并且由传感器测定压力。尽管该系统克服了其他系统的前述精确度和一次性使用问题，但由于系统必须通过一定数量的管道连接至空气源，传感器可能不实用、定位相对耗时并且不是非常便于携带。此类传感器可能易于发生诸如漏气和滞后的问题。专利技术概述本专利技术基于实现对简单、精确、柔性的装置的需求，所述装置可以有助于使用绷带施加渐变压缩，以便即使由训练有限的医疗保健从业者施加，也易于实现腿部上的正确压缩分布。在正确施加绷带之后可以移除装置，或者可以将其留在原位，经设计用于在一段时间(例如一周)内提供正在进行的实时压力读数。这可以允许更早地重新施加在佩戴者的几周活动期间松动工作的绷带。使用遥测技术，在绷带下，压力数据可以被传输到诸如移动电话的远程装置以警告医疗保健提供者，或被传输到电子存储装置以供临床医生进行未来的数据评估。在第一方面，提供了适用于测量由绷带施加的压力的传感器。传感器包括具有传感器区域的长形条带。传感器区域包括：底板；顶板；可压缩间隔件，其定位在底板与顶板之间；以及电子传感设备，其被配置成检测顶板与底板之间的距离。顶板被布置成压缩可压缩间隔件并且被布置成当传感器定位于绷带与肢体之间时，绷带在顶板表面上施加垂直于表面的力。顶板可以是刚性顶板。本专利技术的方面还可以具有在确定例如施加用于修补断骨的石膏模型下方的压力，或者在诸如围绕电缆缠绕的绝缘纸的工业应用中实用性。以这种方式配置的传感器既精确又可靠，但更重要的是保持非常低的轮廓，以便一旦施加正确的压力，它就可以很容易地从绷带与身体之间移除。顶板的布置是使得绷带施加在腿上的压力可以可靠地来自电子传感设备。顶板的宽度是重要的，并且可根据以下等式计算：R＝(H/2)+(W2/8×H)其中R是绷带围绕肢体缠绕的所述肢体的半径，H是绷带与顶板表面中心之间的间隙并且W是顶板的宽度。已经确定顶板的宽度是关键。该等式提供了一种构造，其中由绷带施加的力向下施加到顶板上，就好像顶板是肢体一样。因此，顶板与底板之间的距离精确地对应于由绷带施加在身体上的压力或者基本上与由绷带施加在身体上的压力成比例。当W超过阈值时，施加的绷带力可以施加在顶板的边缘上而不是表面处。因此，顶板几乎没有向下移动，除非绷带施加过大的力。优选地，顶板的宽度小于15mm，并且因此对于所有典型的腿尺寸，向下施加力到顶板上。这种选择本身就具有创新性，并且导致传感器对于所有典型的腿尺寸的一致测量。对于矩形板，宽度将为15mm。对于圆盘形板，该15mm尺寸将是直径。在一个实施方案中，电子传感设备包括光源和被布置成检测从光源发射的光的光学传感器。光源可以是发光二极管(LED)，其可以是印刷的、有机的、无机的或以其他方式制造的。光学传感器可以是光电二极管或光电晶体管，其被布置成接收从顶板的下侧反射的光。这种源和传感器组合可以低成本地制造并且具有低轮廓，这非常适合于本申请。光源和光学传感器可以是印刷的，或者可以作为一个包装或两个包装，并且可以固定至可以容纳所需的互连件的底板上。或者，电子传感设备可以包括电容器，其中电容器的每个导电板分别耦联至顶板和底板。此类装置可以再次便宜且容易地制造，但是仅需要与顶板而不是底板互连。在该替代方案的另一个实施方案中，可压缩间隔件可以被配置在电容器的导电板之间作为电介质。这将需要仔细构造以反映随着压力变化的距离变化，但是可以保持包装的总厚度较小，优选小于4mm。在优选的实施方案中，可压缩间隔件可具有约为0.4GPa的杨氏模量、约为0.3N/mm2的第一方向的抗张强度、约为0.15N/mm2的第二方向的抗张强度和约为20Kg/m3的密度。第一方向可以是纵向的，并且第二方向可以是横向的，当将传感器垂直放置在腿上时，每个方向相对于脚踝。更优选地，可压缩间隔件的厚度可小于3mm。以这种方式，包装的总厚度可以很小，使得一旦测定了正确的压力分布，就可以从绷带下移除包装。此后可能需要移除。可压缩间隔件可以由例如发泡体或橡胶制成。可替代地或另外地，可压缩间隔件可包括微弹簧。弹簧可以允许精确的构造。另外，在进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于测量由绷带施加的压力的传感器，所述传感器包括具有传感器区域的长形条带，所述传感器区域包括：底板；顶板；可压缩间隔件，其定位在所述底板与顶板之间；以及，电子传感设备，其被配置成检测所述顶板与所述底板之间的距离，其中所述顶板被布置成压缩所述可压缩间隔件，并且被布置使得当所述传感器定位在所述绷带与肢体之间时，所述绷带在所述顶板的表面上施加垂直于所述表面的力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.05 GB 1605817.41.适用于测量由绷带施加的压力的传感器，所述传感器包括具有传感器区域的长形条带，所述传感器区域包括：底板；顶板；可压缩间隔件，其定位在所述底板与顶板之间；以及，电子传感设备，其被配置成检测所述顶板与所述底板之间的距离，其中所述顶板被布置成压缩所述可压缩间隔件，并且被布置使得当所述传感器定位在所述绷带与肢体之间时，所述绷带在所述顶板的表面上施加垂直于所述表面的力。2.根据前述权利要求所述的传感器，其中所述顶板的宽度根据等式计算：R＝(H/2)+(W2/8×H)其中R是所述绷带围绕所述肢体缠绕的所述肢体的半径，H是当围绕所述肢体缠绕时所述绷带与所述顶板的表面中心之间的间隙，并且W是所述顶板的宽度。3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中所述顶板的宽度小于15mm。4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述电子传感设备包括光源和被布置成检测从所述光源发射的光的光学传感器。5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述电子传感设备包括电容器，其中所述电容器的每个导电板分别耦联至所述顶板和所述底板。6.根据权利要求5所述的传感器，其中所述可压缩间隔件被配置在所述电容器的所述导电板之间作为电介质。7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述可压缩间隔件具有约0.4GPa的杨氏模量、约0.3N/mm2的第一方向的抗张强度、约0.15N/mm2的第二方向的抗张强度和约20Kg/m3的密度。8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述可压缩间隔件由发泡体制成。9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述可压缩间隔件包括微弹簧。10.根据权利要求9所述的传感器，其中所述微弹簧被布置成减少倾斜。11.根据权利要求9或10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃贾兹·哈克，
申请(专利权)人：SFH牛津有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB