The invention discloses a capacitance coupling sensor, which comprises a first electrode layer and a second electrode layer, and a dielectric layer between the first electrode layer and the second electrode layer. The first electrode layer is in a hollow structure, and the structure penetrates from the upper surface of the first electrode to the lower surface of the first electrode. Through the design of electrode shape, the electric field distribution of the sensor is changed, and the non-contact detection ability of the sensor is enhanced. The sensor can be used for non-contact detection of physiological parameters, such as respiration or pulse, with high sensitivity.
【技术实现步骤摘要】
一种电容耦合传感器、其制备方法与应用
本专利技术属于传感器
,尤其涉及一种电容耦合传感器、其制备方法与应用。
技术介绍
目前,市售的可监测生物体的生理参数,例如呼吸、脉搏等的传感设备大部分紧密贴合在生物体体表,存在较多弊端:首先,与生物体体表紧密贴合容易对生物体造成压迫感,影响其活动;其次,长期与生物体体表贴合,容易刺激皮肤,出现瘙痒等不适感;另外,这类传感设备不适用与皮肤有缺陷或者疾病的生物。为此,用于监测生理参数的非接触式传感设备被提出,这类传感设备无需紧密贴合在生物体表面,只需设置在生物体活动范围内,例如衣服、手环、沙发、桌椅等,在不干扰生物体活动的前提下探测生物体生理参数信号。目前,医疗领域非接触式监测的主要方法有红外热成像法、多普勒雷达探测、基于光纤传感的心冲击描记法、磁阻抗监控法和电容耦合传感等。电容耦合传感器是以电容器作为传感元件,将被测物理量或机械量转换为电容量变化的一种转换装置,具有结构简单、重量轻、能耗低等优点,被广泛用于测量位移、角度、振动、速度、压力等。根据电极设置,电容耦合传感器可分为自电容传感器和互电容传感器。自电容传感器如图1所示,由单个电极组成,基于测试电极与地面的相对电容。这类传感器用于测试生物体生理参数时,生物体相当于接地端,增加了电极与地面的相对电容。互电容传感器如图2所示,由一对电极组成,基于测试两电极之间的电容。当生物体靠近时,生物体干扰并破坏边缘电场并捕获两电极间部分电荷,从而降低了两电极间的电容值。现有的电容耦合传感器的检测能力较弱,尤其是当待测信号较弱时,例如待测信号为生物体的呼吸和脉搏等生理信号等,灵 ...
【技术保护点】
1.一种电容耦合传感器,包括第一电极层与第二电极层,以及位于第一电极层与第二电极层之间的介质层;其特征是:所述第一电极层呈中空结构,所述中空结构自第一电极的上表面贯穿至第一电极的下表面。
【技术特征摘要】
1.一种电容耦合传感器,包括第一电极层与第二电极层,以及位于第一电极层与第二电极层之间的介质层;其特征是:所述第一电极层呈中空结构,所述中空结构自第一电极的上表面贯穿至第一电极的下表面。2.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述中空结构包括柱状、台状;作为优选,所述中空结构的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形。3.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述中空结构的横截面面积大于或者等于第二电极的横截面面积。4.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述第二电极在第一电极的垂直投影落入中空结构的横截面中。5.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述第一电极层的横截面形状包括中空的圆形、椭圆形、矩形;作为优选,所述第二电极的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形。6.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述介质层由具有多孔结构的绝缘材料构成;作为优选,所述具有多孔结构的绝缘材料的制备方法是:一种或多种绝缘材料按照不同比例均匀混合后加入水,然后高温固化,水蒸发后形成多孔结构。7.如权利要求1所述的电容耦合传感器,其特征是:所述电容耦合传感器具有柔性。8.如权利要求7所述的电容耦合传感器,其特征是:所...
【专利技术属性】
技术研发人员:尚杰,郑亚楠,郁哲,李运遥,刘宜伟,李润伟,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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