[发明专利]表面应变检测装置及其表面应变传感器

说明书

本发明公开了一种表面应变传感器，包括:光反射膜(11)，用于随待测表面的压力变化而发生形变；透明连接层(12)，与光反射膜(11)层叠设置；第一光纤阵列(13)和第二光纤阵列(14)，均包括多根光纤(131，141)，多根光纤(131，141)的第一端均与透明连接层(12)连接，且多根光纤(131，141)与透明连接层(12)的多个连接位置在透明连接层(12)上呈矩阵分布；光发射器阵列(15)，包括多个光发射器(151)，光发射器(151)与第一光纤阵列(13)中的多根光纤(131)的第二端一一对应连接；光接收器阵列(16)，包括多个光接收器(161),光接收器(161)与第二光纤阵列(141)中的多根光纤(141)的第二端一一对应连接，能够提高表面应变检测的精度，避免外界干扰。

技术领域

本发明涉及表面传感技术领域，特别是涉及一种表面应变检测和装置及其表面应变传感器。

背景技术

表面应变传感器是用于检测待测表面的形变压力等静态或者动态的数据的传感器，其在医疗和工业机器人中应用尤为广泛。例如，利用表面应变传感器检测人体的脉搏。

以检测脉搏为例，脉诊是中医四诊之一，在中医四诊中占有非常重要的地位。中医脉诊通常的做法是中医师用手指触压患者寸口桡动脉处，通过手指施加浮、中、沉等不同的压力来感受患者脉搏波的变化。对应于浮、中、沉等压力而产生的一系列的包含了脉搏的位置、强弱、趋势、形状、宽度和节律等信息的脉搏波，我们称之为脉象。通过脉象信息，中医就可以了解病人的生理状态。但是长期以来，中医理论对于这些脉象的描述都是采用自然现象比喻的方法，这种描述方法存在很大的主观性，造成了脉象的概念非常笼统、模糊，使诊断过程难以再现，并且很难学习和掌握。为了解决传统中医脉诊的缺点，多年以来，许多研究工作者在脉诊的客观化方面做出了不懈的努力。中医脉诊的客观化的关键是高质量脉象信号的获取。随着传感器技术的不断进步，己经设计出了越来越多的脉象传感器，现有的中医脉象仪或脉象采集传感器主要采用压力传感器，例如压电薄膜传感器，现有的压电薄膜传感器的检测原理为薄膜发生形变时薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压)，并且同拉伸或弯曲的形变成比例，从而可以检测到表面的形变。然而，压电薄膜传感器电极表面很容易受到人体静电或者外界电磁场的干扰导致检测的数据不准确。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种表面应变检测装置和表面应变传感器，能够提高表面应变检测的精度，避免外界干扰。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种表面应变传感器，表面应变传感器包括：光反射膜，用于随待测表面的压力变化而发生形变；透明连接层，与光反射膜层叠设置；第一光纤阵列和第二光纤阵列，均包括多根光纤，多根光纤的第一端均与透明连接层连接，且多根光纤与透明连接层的多个连接位置在透明连接层上呈矩阵分布；光发射器阵列，包括多个光发射器，光发射器与第一光纤阵列中的多根光纤的第二端一一对应连接；光接收器阵列，包括多个光接收器，光接收器与第二光纤阵列中的多根光纤的第二端一一对应连接；其中，光反射膜的反光面朝向透明连接层，光发射器用于发射光线，光接收器用于接收由光反射膜反射回的光线，以使得一处理器能够根据发射光线的光发射器在光发射器阵列中的位置和接收到光线的光接收器的在光接收器阵列中的位置的一一对应关系获取表征待测表面的实时形变的电信号。