声学增强摩擦电听诊器的制作方法

本申请涉及生物医学信号检测，尤其涉及一种声学增强摩擦电听诊器。

背景技术：

1、电子听诊器是一种获取心脏收缩时的声信号(以下称为心音)的无创仪器，是诊断各种心脏疾病的主要工具。心音为各种心脏疾病的识别和诊断提供了重要的临床信息。

2、心音为低频声信号(20～600hz)，需要电子听诊器具有高灵敏度。电子听诊器的灵敏度和信号感知保真度是由合理的声学和电子设计、经济成本和普及程度决定的。由于听诊器内部声学设计的空间限制，良好的声能聚焦结构和高效的机电转换单元的组合设计就显得尤为重要。在众多机电转换传感机制中，压电传感器因其结构简单、一致性高、自供电等特点得到了广泛的应用。

3、传统的压电听诊器在没有复杂的滤波和放大电路的辅助下，无法实现对心音的高灵敏度检测，主要表现在以下几个方面:一方面，压电单元具有线性机电本构关系，在这种情况下，低强度声刺激引起的微小变形导致输出幅度很小，特别是在医用压力范围内；另一方面，需要压电膜的机械灵活性来解决低频心音的响应需求，然而，实现这种灵活性是以牺牲压电系数为代价的。这种固有的权衡限制了传统压电听诊器的灵敏度提升。因此，迫切需要一种具有优势的新机制来感知低强度和低频的心音信号，提高信号检测的灵敏度。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种声学增强摩擦电听诊器，以提高心音信号检测灵敏度。

2、本申请实施例提出了一种声学增强摩擦电听诊器，包括听诊部和传感部。听诊部包括本体，所述本体包括第一面和第二面；所述第一面设置有第一凹槽，所述第一凹槽包括底面，所述底面设置有第一通孔；所述第二面设置有第二凹槽，所述第二凹槽用于接收声波，所述第二凹槽与所述第一凹槽通过所述第一通孔连通。传感部包括第一摩擦介质层和第二摩擦介质层，所述第一摩擦介质层设置在所述第一凹槽内，所述第一摩擦介质层与所述第一凹槽的底面存在间隔；所述第二摩擦介质层位于所述第一摩擦介质层背离所述本体的第二面的一侧，所述第二摩擦介质层与所述第一摩擦介质层存在间隔；所述第一摩擦介质层能够在声波作用下振动，以与所述第二摩擦介质层接触或分离，以摩擦起电。

3、作为本申请实施例的一个方案，所述第一摩擦介质层与所述第一凹槽的底面之间设置有第一垫片，所述第一垫片在所述第一凹槽的底面上的投影形状为环形。

4、作为本申请实施例的一个方案，所述第一摩擦介质层朝向所述第一凹槽的底面的一侧设置有第一电极，所述第一电极为薄膜状，所述第一电极在所述第一凹槽的底面上的投影面积小于或等于所述第一摩擦介质层在所述第一凹槽的底面上的投影面积。

5、作为本申请实施例的一个方案，所述第二摩擦介质层背离所述第一摩擦介质层的一侧设置有第二电极，所述第二电极与所述第一摩擦介质层之间设置有第二垫片，所述第二垫片在所述第一凹槽的底面上的投影形状为环形。

6、作为本申请实施例的一个方案，所述第二摩擦介质层位于所述第二垫片的环形范围内。

7、作为本申请实施例的一个方案，所述第二电极包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分在所述第一凹槽的底面上的投影覆盖至少部分所述第二垫片在所述第一凹槽的底面上的投影，所述第二部分位于所述第二垫片的环形范围内；所述第二摩擦介质层设置在所述第二部分背离所述第一部分的一侧。

8、作为本申请实施例的一个方案，所述本体的第一面设置有盖板，所述盖板封闭所述第一凹槽以形成密闭的容纳空间，所述传感部设置在所述容纳空间，所述盖板具有多个第二通孔。

9、作为本申请实施例的一个方案，所述第二电极具有多个第三通孔，所述多个第三通孔与所述多个第二通孔一一对应设置。

10、作为本申请实施例的一个方案，所述第二电极与所述盖板存在间隔，所述第二电极具有多个第三通孔。

11、作为本申请实施例的一个方案，所述第二摩擦介质层具有多个第四通孔，所述多个第四通孔与所述多个第三通孔一一对应设置。

12、作为本申请实施例的一个方案，所述第二凹槽为喇叭形，沿由所述本体的第二面向第一面的方向，所述第二凹槽的截面尺寸渐减。

13、本申请实施例提供的声学增强摩擦电听诊器，第二凹槽对低强度低频的心音进行声波汇聚，声波通过第一通孔传播至第一凹槽，第一摩擦介质层在声波作用下发生振动，第一摩擦介质层与第二摩擦介质层接触或分离，实现摩擦起电，能够在外部电路中产生电信号，从而实现心音的传感，对心音信号检测的灵敏度较高，便于心脏疾病的检测和诊断。

技术特征：

1.一种声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第一摩擦介质层与所述第一凹槽的底面之间设置有第一垫片，所述第一垫片在所述第一凹槽的底面上的投影形状为环形。

3.根据权利要求1所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第一摩擦介质层朝向所述第一凹槽的底面的一侧设置有第一电极，所述第一电极为薄膜状，所述第一电极在所述第一凹槽的底面上的投影面积小于或等于所述第一摩擦介质层在所述第一凹槽的底面上的投影面积。

4.根据权利要求1所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二摩擦介质层背离所述第一摩擦介质层的一侧设置有第二电极，所述第二电极与所述第一摩擦介质层之间设置有第二垫片，所述第二垫片在所述第一凹槽的底面上的投影形状为环形。

5.根据权利要求4所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二摩擦介质层位于所述第二垫片的环形范围内。

6.根据权利要求4或5所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二电极包括相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分在所述第一凹槽的底面上的投影覆盖至少部分所述第二垫片在所述第一凹槽的底面上的投影，所述第二部分位于所述第二垫片的环形范围内；

7.根据权利要求4所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述本体的第一面设置有盖板，所述盖板封闭所述第一凹槽以形成密闭的容纳空间，所述传感部设置在所述容纳空间，所述盖板具有多个第二通孔。

8.根据权利要求7所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二电极具有多个第三通孔，所述多个第三通孔与所述多个第二通孔一一对应设置。

9.根据权利要求7所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二电极与所述盖板存在间隔，所述第二电极具有多个第三通孔。

10.根据权利要求8或9所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二摩擦介质层具有多个第四通孔，所述多个第四通孔与所述多个第三通孔一一对应设置。

11.根据权利要求1所述的声学增强摩擦电听诊器，其特征在于，所述第二凹槽为喇叭形，沿由所述本体的第二面向第一面的方向，所述第二凹槽的截面尺寸渐减。

技术总结本申请公开了一种声学增强摩擦电听诊器，包括听诊部和传感部。听诊部包括本体，本体的第一面设置有第一凹槽，第一凹槽包括底面，底面设置有第一通孔；本体的第二面设置有第二凹槽，第二凹槽用于接收声波，第二凹槽与第一凹槽通过第一通孔连通。传感部包括第一摩擦介质层和第二摩擦介质层，第一摩擦介质层设置在第一凹槽内，第一摩擦介质层与第一凹槽的底面存在间隔；第二摩擦介质层与第一摩擦介质层存在间隔；第一摩擦介质层能够在声波作用下振动，以与第二摩擦介质层接触或分离，以摩擦起电。采用上述方案，可以对低强度低频的心音实现声能汇聚，基于摩擦起电实现心音的传感，对心音信号检测的灵敏度较高，便于心脏疾病的检测和诊断。技术研发人员：王中林,郭恒宇,惠新丹受保护的技术使用者：北京纳米能源与系统研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11