[发明专利]基于MEMS技术的磁感式电子听诊器探头

说明书

本发明为一种基于MEMS技术的磁感式电子听诊器探头，解决了目前心音传感器存在灵敏度和信噪比相互制约的问题。本发明电子听诊器探头包括依次榫卯嵌套在一起的负压囊、心音探头壳体、连接体、芯片封装壳体、MEMS声传感器微结构和感应薄膜，感应薄膜上设置有磁体。本发明电子听诊器探头将心音信号从外界环境振动噪声中转化分离出来，进行专一性检测，降低了环境噪声对心音信号检测的影响，提高了其抗干扰能力，使得心音检测精准性提高。同时，由于传感器获取到的心音信号为原始信号，从而降低了后端信号处理电路和消噪算法的难度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种用于检测心音信号的传感器探头，具体是一种专一性转换心音信号且抗干扰能力强的基于MEMS技术的磁感式电子听诊器探头。

背景技术

由于临床实际中的心音信号是一种极其微弱的振动信号，因此要检测此信号需要灵敏度极高的传感器。然而随着传感器对心音信号灵敏度提高的同时，其对于周围环境噪声的敏感性也会成正比例提高；且正常心音的频率范围为20~600 Hz之间，与环境噪声的频率重叠区较大，为后端处理电路的滤波降噪工作带来了巨大的难题。而心杂音信号的幅值和出现的频率点往往具有较大的不确定性，若仅依靠算法降噪，则易将包含有病理信息的心杂音信号误当作“噪声”而处理掉，使得检测到的心音信号失去了病理学研究意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种基于MEMS技术的磁感式电子听诊器探头。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于MEMS技术的磁感式电子听诊器探头，包括心音探头壳体、连接体、芯片封装壳体、MEMS声传感器微结构、感应薄膜和负压囊；

心音探头壳体包括底部敞口、顶部封闭的第一圆柱型壳体，第一圆柱型壳体的壳壁上开设有与其内腔相通的导线孔，第一圆柱型壳体的顶面向上延设有与其内腔相通的连接管；第一圆柱型壳体的内腔顶部位于连接管的位置处设置有环形卡槽；负压囊的出气口与心音探头壳体的连接管的端口连接；

连接体包括底部敞口、顶部封闭的圆柱型粗管体，圆柱型粗管体的顶部向上延设有圆柱型细管体；圆柱型粗管体的顶部开设有与其内腔相通的第一引线孔，圆柱型粗管体的内壁上相对的两侧开设有纵向的装配凹槽，圆柱形细管体的管壁上开设有纵向贯穿其上下的豁口导气通道；连接体上的圆柱形细管体的管口段插装在心音探头壳体上的卡槽内；

芯片封装壳体包括底部敞口、顶部封闭的第二圆柱型壳体，第二圆柱型壳体的内腔腔壁上相对的两侧设置有芯片竖卡槽，内腔的腔顶上设置有芯片横卡槽，MEMS声传感器微结构卡置在芯片竖卡槽及芯片横卡槽上；第二圆柱型壳体的底部边棱上开设有薄膜沟槽圈，感应薄膜覆盖封装在第二圆柱型壳体的底部壳口处，感应薄膜的膜边固定在薄膜沟槽圈内，感应薄膜内膜面中心处设置有磁体；第二圆柱型壳体的顶面向上延设有连接柱，连接柱的外壁上相对的两侧设置有纵向的装配凸棱，连接柱的顶面上开设有与第二圆柱型壳体内腔相通的第二引线孔、注油孔和排气孔；芯片封装壳体上的连接柱插装在连接体的圆柱形粗管体的内腔中，装配凸棱卡置在对应的装配凹槽内，第一引线孔和第二引线孔对齐设置；

MEMS声传感器微结构包括支撑框体，支撑框体内的中心处设置有中心质量块，中心质量块的两侧分别通过一根悬臂梁与支撑框体固定连接，中心质量块的上垂直固定有纤毛。

本发明电子听诊器探头是利用MEMS工艺进行的微结构设计，将心音振动信号转换为不易受环境噪声影响的磁信号，以此来提高电子听诊器的抗干扰能力；本发明电子听诊器探头的各部件壳体之间采用了嵌套榫卯的设计思路，将心音检测探头模块化组装、一体化集成，以此来降低工艺制作的难度，同时极大的缩小了体积；本发明电子听诊器探头还引入负压囊结构，以此来增强探头整体的吸附性，其中吸附时的气路走向为：负压囊→连接管→圆柱型细管体→豁口导气通道→第一圆柱型壳体，如图10和图11所示；本发明电子听诊器探头的各部件采用3D打印技术得到，以此来提高器件的精密性，在增强其灵敏度的同时，极大的降低了环境噪声的影响，提高了信噪比。