微型压力传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量在导管（300）中输送的流体的压力的装置（100），包括：a.第一电极；b.第二电极；c.与上述两个电极接触的导电或半导电纳米粒子集合体;d.测量装置，其提供与纳米粒子集合体的电特性成比例的信息，电特性在第一和第二电极之间测量，所述电特性对集合体的纳米粒子之间的距离灵敏；e.纳米粒子集合体与柔性衬底（130）机械接合，并且与在导管中输送的流体机械接触，从而使所述集合体的纳米粒子之间的距离按照流体压力的变化而改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微型压力传感器本专利技术涉及一种微型压力传感器。本专利技术对于测量在导管中输送的流体的压力特别有用，对于测量导管中压力的空间分布、轴向分布或者周向分布尤其有用。对于在导管中输送的流体的压力的相对或绝对的测量，尤其是压力的空间分布或时间分布的测量，允许确定与流体的流动状态有关的许多参数，以及可以确定在导管中输送的流体的固有特性，例如流体的粘度或它的瞬时流量。当被输送的流体是人类或动物的体液(例如血液或尿液)时，了解这样的参数尤为有用。例如，当用血管搭桥术使在仪表化导管中的流体进行体外循环时，测量流体的压力或该压力的空间分布允许在不进行流体采样的情况下收集关于该流体的特性和循环状态的信息。根据另一个应用例子，特别有利的是，压力和压力空间或时间分布的测量可以在体内导管例如血管上实现。现有技术中已知的非侵入性压力测量装置由检测对象组成，通过测定计测量检测对象的形变，其被称作应力，检测对象应与导管机械地耦合以便导管在导管输送的流体的压力作用下的形变传递给检测对象。国际专利申请W02006122750描述了这样的压力传感器，压力传感器适于被植入体内导管，例如血管。获得导管和传感器的检测对象之间的机械耦合的需要会局部地改变导管的机械响应，甚至改变导管的形状，并且可能对流体的流动状态造成影响。因此，这样的传感器不能在短距离上测量压力的周向或轴向分布。为了解决现有技术的不足，本专利技术提出了一种测量在导管中输送的流体的压力的装置，其特征在于，包括:a.第一电极； b.第二电 极；c.与上述两个电极接触的导电或半导电纳米粒子集合体；d.测量装置，其提供与纳米粒子集合体的电特性成比例的信息，电特性是在第一和第二电极之间测量的，所述电特性对集合体的纳米粒子之间的距离灵敏；e.纳米粒子集合体与柔性衬底机械接合，并且与被输送的流体机械接触，从而使所述集合体的纳米粒子之间的距离按照述流体压力的变化而改变。因此，纳米粒子的使用允许实现灵敏度高同时体积小的传感器，这样的传感器适用于许多测量情形。实际上，纳米粒子集合体被布置于柔性衬底上并适合被用作为检测对象，可以直接测量施加于其上的力不受与放置装置的支撑物的刚性的影响，或者纳米粒子集合体可以被添加在检测对象上以测量检测对象的形变，这两种实施例可以结合起来。从下面描述的有利的实施例将给出使用纳米粒子的其它优点，这些实施例可以单独考虑，或者以技术上可行的任意组合来考虑。本文中，动词“连接”和术语“接触”表示两个元件之间功能上的联系，尤其是术语“机械接触”表示两个元件之间的力的传递，这种传递要么是直接的，要么力的传递还通过其它元件。有利的是，本专利技术的目标装置包括用于将柔性衬底机械地连接到输送流体的导管的壁上的部件，柔性衬底上布置有纳米粒子集合体。本实施例对于可能以临时方式将本专利技术的目标装置添加到导管(例如体内导管)上的情况尤其有利。有利的是，柔性衬底适于被连接到导管，以使纳米粒子集合体处在所述柔性衬底和导管的壁之间的界面处。这种结构尤其允许将纳米粒子集合体作为压力传感器检测对象，柔性衬底对于流体的流动状态只有很小的影响。根据本专利技术的目标装置的实施例，在柔性衬底和导管之间机械连接的部件包括环，可以通过接合部打开环以将导管插入到环中，在柔性衬底上形成环的接合部。该实施例使得能够提出夹接形式的测量装置，夹的分支为易于操作的刚性结构，由于接合部的柔韧性，分支的刚性不影响导管的响应，这允许可以对在导管中输送的流体的压力变化，尤其是时间上的变化进行精细测量。有利的是，纳米粒子由金构成，柔性衬底由生物可吸收材料构成。因此，本专利技术的目标装置可以布置在体内导管上，并且会自然消除。根据本专利技术的目标装置的特定实施例，纳米粒子集合体的测得的电特性是集合体的电容。因此，对电特性变化的测量，由此对导管输送的流体的压力的测量可以尤其通过谐振电路以非接触和远程方式实现，而无需通过线连接将装置连接到电路。本实施例对于在将本专利技术的目标装置用于在体内导管中输送的流体的压力的测量时尤其有利。本专利技术还涉及一种用于输送流体的仪表化导管，其包括根据上述任何一个实施例的装置。根据本专利技术的目标导管的实施例，测量装置被连接到导管的壁上，所述导管构成检测对象。该实施例尤其适于测量在体外回路中循环的流体的压力。仪表化导管可以被容易地放入回路中。根据与前面实施例相符合的另一实施例，压力测量装置被连接到导管的内壁与被输送的流体接触。这种实施例对于将压力测量装置的纳米粒子集合体直接被用作检测对象的情况尤其有利。在这种情况下，仪表化导管可以提供关于流动中压力分布的相当精确的信息，并且能推断出在流体流动状态`下关于流体特性的信息。将在本专利技术的优选但绝非限定性的实施例框架下和附附图说明图1至6中更确切地描述本专利技术，在附图中:-图1表示构成根据本专利技术的目标装置的一个实施例的一部分的基本传感器的俯视透视图；-图2的截面图示出根据本专利技术的目标装置的一个实施例的基本传感器的工作原理，基本传感器对大致平行于纳米粒子层堆积方向的外力灵敏，图2A中基本传感器不受外力作用，图2B的情况下基本传感器受到机械外力作用；-图3的端部截面图示出在导管上应用本专利技术的目标装置的两个变型，图3A中装置在导管内壁上，图3B中装置在导管外壁上；-图4的俯视透视图示出被称为连续型的基本传感器的运转；-图5是使用图4所示的连续型基本传感器的端部截面的示例示图，为实现根据本专利技术实施例的装置，在图5A中连续型基本传感器安装在导管的内部，在图5B中安装在导管的外部；-图6按照端部截面图表示使用带有接合部区域的环的本专利技术的目标装置的实施例；以及-图7是根据本专利技术实施例的仪表化导管的实施例的端部透视图。根据一个实施例，在图1中本专利技术的目标测量装置包括基本传感器(100)，基本传感器(100)包括第一电极(101)和第二电极(102)，以及通过电绝缘的配位体(未标出)结合的导电或半导电纳米粒子集合体(110)。根据该实施例，所述集合体包括沿堆积方向(Z)堆积的至少两层纳米粒子(110)。两个电极(101，102)与纳米粒子集合体电接触。测量部件(120)可以测量纳米粒子集合体的电特性，例如它的电阻。两个电极和纳米粒子集合体组成的整体被布置于衬底(130)上，并且有利的是被绝缘薄膜(未标出)覆盖。对于相同的形变，这种基本传感器至少有传统的称为惠斯登的桥接压阻式应变计100倍灵敏。纳米粒子(110)的大小可介于2.10_9米或几纳米之间，并且可能达到50微米，以使基本传感器的厚度相当小，根据纳米粒子的大小和堆积层的数量，传感器厚度至多为0.2毫米的程度，但可减小到0.02微米(10_6米)。图2A是无外力时的截面图，基本传感器的集合体的纳米粒子按密集的堆排列。在图2B中，当机械外力(200)作用于纳米粒子集合体时，集合体的所有或部分纳米粒子(110)之间的距离被改变，这改变了所述集合体的电特性。因此测量对距离灵敏的电特性可以确定机械外力的强度。机械外力可以是施加于本专利技术的目标装置的力，压力或形变，其可以直接给目标装置，也可以通过检测对象施加。衬底(130)被称为柔性的，这是因为当集合体直接受外力作用时衬底并不阻止纳米粒子之间距离的改变。在图3中，根据本专利技术的目标装置的实施例，目标装置包括一个或多个基本传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·穆谢尔拉福瑟，利昂内尔·松容，
申请(专利权)人：纳米制造概念公司，
类型：
国别省市：