[发明专利]一种柔性非接触心电传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性非接触心电传感器，其特征在于：

柔性非接触电极传感器包括柔性非接触电极；柔性非接触电极通过电容耦合原理将心电信号耦合到电极上，人体皮肤相当电容一极板，电极相当于另一极板；人体皮肤上的心电信号，可以耦合到电极上面；耦合到的心电信号微弱易受外界干扰，因此需要屏蔽层屏蔽外界干扰；而人体与电极、电极与屏蔽层都不能直接接触，因此在人体与电极之间和电极与屏蔽层之间增加绝缘层。

2.根据权利要求1所述的一种柔性非接触心电传感器，其特征在于：

柔性非接触电极结构具有5层，包括绝缘底层；

绝缘底层上部设有电极层，电极层上部设有中间绝缘层，中间绝缘层上部设有金属屏蔽层，金属屏蔽层上部设有绝缘顶层；

其中电极层接有电极引脚；金属屏蔽层接有屏蔽引脚。

3.根据权利要求1所述的一种柔性非接触心电传感器，其特征在于：

在柔性非接触电极结构中绝缘顶层、中间绝缘层、绝缘底层都使用聚酰亚胺绝缘材料制成，形状采用圆形结构，圆形结构的半径16～20mm；绝缘顶层厚度0.05mm，避免下面金属屏蔽层暴露在空气中氧化；同时，为了将电极层固定在皮肤上，使用医用胶带从绝缘顶层粘在皮肤上，而顶层的聚酰亚胺容易和医用胶带分离；避免绝缘层与电极层产生较大寄生电容，中间绝缘层厚为0.4～0.8mm；屏蔽层和电极层都是金属，即使屏蔽层接地，仍会产生寄生电容，对电极层耦合过来的心电信号有影响；为了减小影响，需要将屏蔽层与电极层之间的距离增大，从而减小寄生电容；但过大距离使得电极层体积增大，屏蔽效果变差；采用0.4～0.8mm的距离最合适，因此选用此距离作为中间绝缘层厚度；绝缘底层厚度0.05mm，避免电极层与人体直接接触；电极层和屏蔽层材料是导电性良好的金属，金属厚度为0.02mm；屏蔽层和电极层形状一样，只是大小参数不同；电极层的圆形部分直径是12mm，长方形部分用于焊接导线，长是3mm，宽是2mm；屏蔽层圆形部分14～16mm，屏蔽引脚的长是2～4mm，宽是3mm；传输电极层耦合过来的心电信号使用屏蔽传输导线，屏蔽传输导线的外层有铜网屏蔽外界干扰；屏蔽铜网焊接屏蔽层的屏蔽引脚，传输导线焊接电极层的电极引脚；屏蔽传输导线的另一端，铜网接预处理电路的地端，传输导线接输入端。

4.根据权利要求1所述的一种柔性非接触心电传感器，其特征在于：

柔性非接触电极传感器包括预处理电路；

预处理电路与柔性非接触电极连接，将柔性非接触电极耦合到驱动能力不足的信号微弱进行预处理，预处理电路提高驱动能力，便于后续的放大滤波；预处理电路是将低噪声精密放大器设计成电压跟随器，提高了驱动能力同时保证原始信号不被后续处理电路影响；选用低噪声精密放大器必须能够放大uA级别的信号，为让放大器的偏置电流有回路，在INA+端接输入端，并联电阻R一端接地；电阻R影响放大器的噪声大小，选择阻值大小是1M的电阻R。

5.一种柔性非接触心电传感器的制备方法，其特征在于：

1)制作电极层，将厚度为0.02mm铜箔裁剪成圆形和矩形连接的形状，将直径0.3mm的细导线丝与电极引脚焊接；

2)制作屏蔽层，用酒精将电极层和屏蔽层擦拭干净，准备好有单面胶性的聚酰亚胺材料，先做好绝缘底层，有胶性的一面粘贴好屏蔽层，屏蔽层位置居中；

3)制作中间绝缘层，电极层粘上0.4～0.8mm的聚酰亚胺；然后粘上屏蔽层，将屏蔽引脚与电极引脚设有5～15度的角度差，便于焊接屏蔽引线，避免屏蔽引线与电极引线相接触；

4)在屏蔽层和电极层就制作完成后，将电极层与传输导线的焊接，先焊接电极层的导线丝与传输导线，然后用电工胶带绝缘；其次焊接屏蔽层和屏蔽传输导线，用电工胶带绝缘；焊接时注意不要让铜网和传输导线连接上，采用焊锡焊接，焊接连接的连接强度高，不易断开。