一种穿戴式呼吸测量装置和呼吸传感器制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种穿戴式呼吸测量装置和呼吸传感器，所述呼吸测量装置包括：呼吸传感器和与所述呼吸传感器连接的胸带，所述胸带用于将所述呼吸传感器束缚在胸部躯干；所述呼吸传感器包括：封装壳体和位于封装壳体内的压力检测单元；所述压力检测单元包括：基板、压电感测元件、信号处理装置、施压部和第一形变片。本实用新型专利技术采用微压力模型技术，将呼吸时胸腔产生的张力转化为垂直于胸腔的横向力，通过精确地采集微压力信号，经过电路处理后得到精确的呼吸频率与呼吸幅度值。

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式呼吸测量装置和呼吸传感器
本技术涉及穿戴式设备
和生理参数测量
，特别涉及一种穿戴式呼吸测量装置和呼吸传感器。
技术介绍
现有的呼吸频率测量方法有差压式气流检测法、热敏元件检测法、生物阻抗式检测法等。差压式气流检测法测呼吸频率的原理是，人体在做呼气与吸气动作时，佩戴在鼻孔处的密闭呼吸罩内的压强会发生变化，气压传感器将压强的变化转化为电压信号的变化输出，通过对电压信号变化的识别得到呼吸频率。这种方法要求佩戴在鼻孔处的呼吸罩必须是密闭的，有一些群体无法正常佩戴呼吸罩。另外，这种测量方法不符合人体工效学，呼吸罩的佩戴舒适性直接影响被试者的测量结果。热敏元件检测法是根据呼气和吸气过程中鼻腔内温度随之变化这一原理，利用由热敏元件构成的温度传感器去感知温度的变化，经电路把温度信号转化为反应温度变化的电压信号，通过对气流温度信号变化的识别，从而识别出呼吸状态的改变，检测到呼吸频率。这一方案也有一定的局限性，当外界环境温度与人体温度相近时，呼吸气流温度的变化很小，而且呼吸气流的温度变化很小，一般为1℃至2℃，以至于检测到的信号很弱，从而影响检测灵敏度与准确性。生物阻抗式检测法，依据人体在做呼吸运动过程中体内某部分阻抗会发生变化这一自然现象。但是由于呼吸信号是低频信号，容易受到心脏跳动，血流，运动干扰等因素的影响，其中身体运动所带来的运动位差的影响尤其显著，这将影响呼吸频率值计算的准确性。因此，需要一种能准确测量呼吸频率及呼吸幅度、佩戴舒适，能够在运动环境下进行测量的方法及装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能准确测量呼吸的呼吸测量装置。一方面，本技术实施例提供一种穿戴式呼吸测量装置，所述呼吸测量装置包括：呼吸传感器和与所述呼吸传感器连接的胸带，所述胸带用于将所述呼吸传感器束缚在胸部躯干；所述呼吸传感器包括：封装壳体和位于封装壳体内的压力检测单元；所述压力检测单元包括：基板、压电感测元件、信号处理装置、施压部和第一形变片；所述压电感测元件和信号处理装置固定在基板上；所述施压部位于所述压电感测元件和第一形变片之间；所述第一形变片中心与所述施压部的远离压电感测元件的一端固定连接，且具有面向所述压电感测元件方向弯曲的弧度；所述第一形变片的在弯曲的弧度方向上的两个端部分别与所述胸带的两个端部连接；其中，所述压电感测元件检测来自施压部的压力并产生相应的电信号，所述信号处理装置用于将所述压电感测元件产生的电信号进行处理，生成呼吸信息，所述呼吸信息包括呼吸频率和/或呼吸幅度信息。优选地，所述呼吸测量装置还包括与信号处理装置连接的有线和\或无线信号传输模块。优选地，所述压力检测单元还包括拉环，所述第一形变片的两个端部通过所述拉环分别与所述胸带的两个端部连接。优选地，所述压力检测单元还包括：差分放大器，用于对所述压电感测元件产生的电信号进行差分放大；以及低通滤波器，用于将所述差分放大器放大后的电信号进行滤波。优选地，所述基板为集成有所述信号处理装置、所述差分放大器和所述低通滤波器的印刷电路板。优选地，所述施压部包括：位于所述压电感测元件和所述第一形变片之间的施压杆。优选地，所述施压部包括：固定在所述压电感测元件上的球形触点，以及与所述球形触电接触的、位于所述球形触点与所述第一形变片之间的施压杆。优选地，所述第一形变片为聚碳酸酯软片。优选地，所述压力检测单元还包括第二形变片，所述第二形变片位于所述基板的下方，且具有面向所述基板方向弯曲的弧度；所述第二形变片在弯曲的弧度方向上的两个端部分别与所述胸带的两个端部连接。另一方面，本技术实施例还提供一种穿戴式呼吸传感器，所述呼吸传感器包括：封装壳体、两个拉环和位于封装壳体内的压力检测单元；所述压力检测单元包括：基板、压电感测元件、信号处理装置、施压部和第一形变片；所述压电感测元件和信号处理装置固定在基板上；所述施压部位于所述压电感测元件和第一形变片之间；所述第一形变片中心与所述施压部的远离压电感测元件的一端固定连接，且具有面向所述压电感测元件方向弯曲的弧度；所述第一形变片的在弯曲的弧度方向上的两个端部分别与所述两个拉环的一端部连接，所述两个拉环从所述封装壳体的两端部伸出；其中，所述压电感测元件检测来自施压部的压力并产生相应的电信号，所述信号处理装置用于将所述压电感测元件产生的电信号进行处理，生成呼吸信息，所述呼吸信息包括呼吸频率和/或呼吸幅度信息。本技术实施例采用微压力模型技术，将呼吸时胸腔产生的张力转化为垂直于胸腔的横向力，通过精确地采集微压力信号，经过电路处理后得到精确的呼吸频率与呼吸幅度值。本领域技术人员应当理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本技术更多的目的、功能和优点将通过本技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1为本技术中穿戴式呼吸传感器的立体图；图2为本技术中压电感测元件的剖面示意图；图3为本技术中呼吸传感器的主视图；图4为本技术中呼吸测量装置的电气部分框图；图5为本技术中呼吸测量装置受力转换过程示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本技术，在附图中仅仅示出了与根据本技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本技术关系不大的其他细节。本技术实施例中，是通过利用胸带将呼吸传感器束缚于被测者的胸腔躯干，并通过将呼吸时胸腔收缩或扩张而引起的胸带的拉力变化转换为垂直于该拉力面向被测试者皮肤的压力的变化来测试呼吸信息，该呼吸信息可包括呼吸频率和/或呼吸幅度。本技术提供了一种可穿戴式呼吸测量装置，呼吸测量装置包括呼吸传感器和与呼吸传感器连接的胸带10，胸带10用于将呼吸传感器束缚在胸部躯干。本技术实施例中，胸带优选地为长度可调节的胸带。图1为本技术实施例中呼吸传感器的立体图。图2示出了本技术实施例的传感器中的压力检测单元的剖面图，图3为本技术实施例中穿戴式呼吸传感器的主视图。如图1所示，呼吸传感器整体呈盒状，其包括封装壳体9和位于封装壳体9内的压力检测单元(图1中未示出)。如图2所示，压力检测单元包括：基板7、固定在基板7上的压电感测元件6、固定在基板7上的信号处理装置(未示出)、施压部和第一形变片2。施压部位于压电感测元件6和第一形变片2之间。在本技术优选实施例中，压电感测元件6可以是利用压电晶体、压电陶瓷等的压电效应制成的感测器件。由于现有技术中存在多种压电感测器件，在此不再一一赘述。在本技术一实施例中，施压部可以是一个连杆4，连杆一端固定在形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述呼吸测量装置包括：呼吸传感器和与所述呼吸传感器连接的胸带，所述胸带用于将所述呼吸传感器束缚在胸部躯干；所述呼吸传感器包括：封装壳体和位于封装壳体内的压力检测单元；所述压力检测单元包括：基板、压电感测元件、信号处理装置、施压部和第一形变片；所述压电感测元件和信号处理装置固定在基板上；所述施压部位于所述压电感测元件和第一形变片之间；所述第一形变片中心与所述施压部的远离压电感测元件的一端固定连接，且具有面向所述压电感测元件方向弯曲的弧度；所述第一形变片的在弯曲的弧度方向上的两个端部分别与所述胸带的两个端部连接；其中，所述压电感测元件检测来自施压部的压力并产生相应的电信号，所述信号处理装置用于将所述压电感测元件产生的电信号进行处理，生成呼吸信息，所述呼吸信息包括呼吸频率和/或呼吸幅度信息。

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述呼吸测量装置包括：呼吸传感器和与所述呼吸传感器连接的胸带，所述胸带用于将所述呼吸传感器束缚在胸部躯干；所述呼吸传感器包括：封装壳体和位于封装壳体内的压力检测单元；所述压力检测单元包括：基板、压电感测元件、信号处理装置、施压部和第一形变片；所述压电感测元件和信号处理装置固定在基板上；所述施压部位于所述压电感测元件和第一形变片之间；所述第一形变片中心与所述施压部的远离压电感测元件的一端固定连接，且具有面向所述压电感测元件方向弯曲的弧度；所述第一形变片的在弯曲的弧度方向上的两个端部分别与所述胸带的两个端部连接；其中，所述压电感测元件检测来自施压部的压力并产生相应的电信号，所述信号处理装置用于将所述压电感测元件产生的电信号进行处理，生成呼吸信息，所述呼吸信息包括呼吸频率和/或呼吸幅度信息。2.根据权利要求1所述的穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述呼吸测量装置还包括与信号处理装置连接的有线和\或无线信号传输模块。3.根据权利要求1所述的穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述压力检测单元还包括拉环，所述第一形变片的两个端部通过所述拉环分别与所述胸带的两个端部连接。4.根据权利要求1所述的穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述压力检测单元还包括：差分放大器，用于对所述压电感测元件产生的电信号进行差分放大；以及低通滤波器，用于将所述差分放大器放大后的电信号进行滤波。5.根据权利要求4所述的穿戴式呼吸测量装置，其特征在于，所述基板为集成有所述信号处理装置、所述差分放大器和所述低通滤波器的印刷电路板。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵起超，杨苒，李召，王艳楠，
申请(专利权)人：北京津发科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11