一種穿戴式體溫傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種穿戴式體溫傳感器。其目的是提供一種新型的穿戴式體溫傳感器，能夠避免外界環(huán)境溫度對測量精度的影響，有效提高測量的精確度。一種穿戴式體溫傳感器，包括：上PDMS（聚二甲基硅氧烷）基層，其內封裝有環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器的引線伸出上PDMS基層外部；下PDMS基層，設于上PDMS基層下方，其內封裝有皮膚溫度傳感器，所述皮膚溫度傳感器的引線從下PDMS基層內伸出至上PDMS基層外部。
【專利說明】一種穿戴式體溫傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于醫(yī)療器械【技術領域】，具體來說，是涉及一種穿戴式體溫傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著無線傳感技術的發(fā)展，對人體各項生理指標進行監(jiān)測并配合無線網絡進行數據傳輸是醫(yī)療技術發(fā)展的重要趨勢。其中針對人體溫檢測的溫度傳感器是這種穿戴式傳感器的重要部分。然而目前溫度傳感器的測量主要集中在腋下、肛門或腦部，這些部位放置傳感器會大大降低佩戴者的舒適度，影響佩戴者的活動，因而限制了穿戴式傳感器的使用。如何尋找一種舒適、高精度的體溫測量方式是目前穿戴式傳感器需要解決的重要問題。
[0003]將傳感器放置在皮膚上，制作成腕式或其他方式的穿戴式體溫測量傳感器是新型體溫傳感器的研究方向。這種新型的傳感器主要滿足以下要求:1)主體為柔性材料，以增加傳感器與皮膚的接觸和貼合度，提高舒適感和測量的精度；2)高精度的測量；3)避免環(huán)境及生理節(jié)奏帶來的誤差。
[0004]Van Marken 等(W.V.M.Lichtenbelt, H.Daanen, L.Wouters, R.Fronczek, R.Raymann, N.Severens, and E.V.Someren, “Evaluation of Wireless Determinationof Skin Temperature using iButtons,，，Physiology and Behavior, n0.88, pp.489 -497, Apr.2006.)報道使用m exim公司的iButtons產品進行皮膚溫度測量；J.Sarabia等也使用相同的技術(J.Sarabia, M.Rol, P.Mendiola, and J.Madrid, “Circadian Rhythm ofWrist Temperature in Normal-living Subjects:a Candidate of New Index of theCircadian System, ’^Physiology and Behavior, vol.2008, n0.95, pp.570 - 580, Aug.2008)制作腕式體溫測量傳感器；這些技術都是使用mexim公司的DS1921單線式傳感器，雖然測量精度高，集成簡單，但是iButtons產品尺寸仍然略顯較大，其數據主要是存儲在片上存儲器上，缺乏實時性；Boano 等(C.A.Boano, M.Lasagni, K.Romer, and T.Lange.AccurateTemperature Measurements for Medical Research using Body Sensor Networks.1nProc.0f the2nd SORT Workshop, March2011)直接使用NTC熱敏電阻進行測量，并搭制了外圍供電電路和無線模塊，相比前述系統(tǒng)，實時性得到提高，但是上述的幾個系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)測量溫度的精度很高，但是最大問題是無法消除外界環(huán)境溫度對皮膚測量溫度的影響，如Boano的文章介紹，當佩戴者走到戶外，馬上就檢測到溫度的變化。相比于國外的研究，國內也有相關機構研究佩戴式柔性溫度傳感器，如上海中科院微系統(tǒng)所的車錄峰等(一種柔性溫度傳感器的制造方法，專利號:200710042881.3)介紹使用PDMS (聚二甲基硅氧烷)做為犧牲層制作聚酰亞胺襯底的溫度傳感器，然而這種設計僅僅解決了柔性襯底的問題，并沒有真正解決測量精度和環(huán)境噪音的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種新型的穿戴式體溫傳感器，能夠避免外界環(huán)境溫度對測量精度的影響，有效提高測量的精確度。[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0007]一種穿戴式體溫傳感器，包括:上PDMS (聚二甲基硅氧烷)基層，其內封裝有環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器的引線伸出上PDMS基層外部；下PDMS基層，設于上PDMS基層下方，其內封裝有皮膚溫度傳感器，所述皮膚溫度傳感器的引線從下PDMS基層內伸出至上PDMS基層外部。
[0008]其中，所述上PDMS基層的厚度與所述環(huán)境溫度傳感器的上表面平齊；所述下PDMS基層的厚度為高于所述皮膚溫度傳感器的上表面不超過Icm ;所述皮膚溫度傳感器為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻；所述環(huán)境溫度傳感器為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻。
[0009]本實用新型由于采用了上述技術方案，與現有技術相比具有以下有益效果:本實用新型穿戴式體溫傳感器使用聚合物材料PDMS (聚二甲基硅氧烷)作為封裝材料對溫度傳感器進行封裝。PDMS是目前微加工常用的封裝和制作材料，有相對易于加工，人體相容性好等特點；而且其相對比熱容大，散熱慢，可以為封裝的溫度傳感器制造一個相對封閉的熱環(huán)境，可以更精確的測量皮膚溫度；PDMS材料還具有透氣性和良好的柔韌性，使制作的傳感器可以和皮膚很好的貼合，有利于增加佩戴者舒適度和以及測溫的準確性；本實用新型使用雙溫度傳感器封裝到PDMS內，一個傳感器是貼近皮膚，另一個傳感器是接觸外界環(huán)境，兩者之間是PDMS材料，由于PDMS材料的厚度可以在加工過程中得到嚴格控制，其材料屬性也知道，因此通過模擬仿真計算及實際測量可以得到不同環(huán)境溫度下外界溫度對封裝到PDMS內測量皮膚溫度的傳感器的影響，每次測量時通過兩個傳感器同時測量得到環(huán)境溫度和皮膚溫度，加以補償后可以得到真實的皮膚測量溫度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]通過以下本實用新型的實施例并結合附圖的描述，示出本實用新型的其它優(yōu)點和特征，該實施例以實例的形式給出，但并不限于此，其中:
[0011]圖1為本實用新型穿戴式體溫傳感器的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型穿戴式體溫傳感器的制造過程中狀態(tài)一的示意圖；
[0013]圖3為本實用新型穿戴式體溫傳感器的制造過程狀態(tài)二的示意圖；
[0014]圖4為本實用新型穿戴式體溫傳感器的制造過程狀態(tài)三的示意圖；
[0015]圖5為本實用新型穿戴式體溫傳感器的制造過程狀態(tài)四的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種穿戴式體溫傳感器，包括:上PDMS (聚二甲基硅氧烷)基層1，其內封裝有環(huán)境溫度傳感器2，環(huán)境溫度傳感器2的引線3伸出上PDMS基層I的外部；TPDMS基層4,設于上PDMS基層I的下方,其內封裝有皮膚溫度傳感器5,皮膚溫度傳感器5的引線6從下PDMS基層4內伸出至上PDMS基層I外部。
[0017]其中，上PDMS基層I的厚度與環(huán)境溫度傳感器2的上表面平齊；下PDMS基層4的厚度為高于皮膚溫度傳感器5的上表面不超過Icm ;環(huán)境溫度傳感器2和皮膚溫度傳感器5分別可以為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻。
[0018]如圖2-5所示的本實用新型一種穿戴式體溫傳感器的制造方法，包括以下步驟:[0019](I)準備一個平整的襯底7，將皮膚溫度傳感器5放置在襯底7上；
[0020](2)準備PDMS (聚二甲基硅氧烷)，將PDMS預聚體和固化劑按照質量比為5: I?20: I的比例混合，充分攪拌并抽真空處理以去除氣泡，本實施例中，采用的是道康寧公司的產品名為sygardl84的PDMS，其出售產品即包含預聚體和固化劑，也可以采用GE公司產品名為RTV615牌號的PDMS，其出售產品即包含預聚體和固化劑；
[0021](3)將PDMS緩慢倒在步驟(I)中放置有皮膚溫度傳感器5的襯底7上，用鑷子將皮膚溫度傳感器5的引線6拉出，制得下PDMS基層4 ；
[0022](4)放置在烘箱內固化PDMS，待其固化后將環(huán)境溫度傳感器2放置在步驟(3)所得材料的上表面；
[0023](5)將PDMS緩慢倒在步驟(4)中放置有環(huán)境溫度傳感器2的材料上，用鑷子將環(huán)境溫度傳感器2的引線3拉出，制得上PDMS基層I ;
[0024](6 )放置在烘箱內固化PDMS ；
[0025](7)去除襯底7，即得本實用新型穿戴式體溫傳感器。
[0026]其中，所述步驟(I)中的皮膚溫度傳感器5為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻；所述步驟(3)中的環(huán)境溫度傳感器2為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻；襯底7為硅片或玻璃片。
[0027]優(yōu)選地，所述步驟(3)中PDMS的厚度為高于所述皮膚溫度傳感2器的上表面不超過Icm ;所述步驟(5)中PDMS的厚度與所述環(huán)境溫度傳感器2的上表面平齊。
【權利要求】
1.一種穿戴式體溫傳感器，其特征在于，包括: 上PDMS (聚二甲基硅氧烷)基層，其內封裝有環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器的引線伸出上PDMS基層外部； 下PDMS基層，設于上PDMS基層下方，其內封裝有皮膚溫度傳感器，所述皮膚溫度傳感器的引線從下PDMS基層內伸出至上PDMS基層外部。
2.如權利要求1所述的穿戴式體溫傳感器，其特征在于:所述上PDMS基層的厚度與所述環(huán)境溫度傳感器的上表面平齊。
3.如權利要求1所述的穿戴式體溫傳感器，其特征在于:所述下PDMS基層的厚度為高于所述皮膚溫度傳感器的上表面不超過1cm。
4.如權利要求1所述的穿戴式體溫傳感器，其特征在于:所述皮膚溫度傳感器為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻；所述環(huán)境溫度傳感器為熱電偶、鉬電阻、熱敏電阻或通過微加工方法制備的熱電阻。
【文檔編號】A61B5/01GK203400136SQ201320378217
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2013年6月28日
【發(fā)明者】丁福如, 毛思強, 陳翔 申請人:新發(fā)展集團有限公司