一种压力传感器的制备方法、压力传感器及其应用与流程

1.本发明属于生理检测技术领域，具体涉及一种压力传感器的制备方法、压力传感器及其应用。


背景技术：

2.早泄是最常见的男性性功能障碍之一，不仅影响患者自信及与伴侣的关系，严重者还可导致焦虑甚至抑郁，不利于身心健康。
3.男性射精生理机制是由射精中枢响应和调控的，外部刺激信号通过阴茎背部神经和阴部神经传至腰骶部脊髓低级射精中枢，接着通过神经元上行至下丘脑内侧视前区等高级射精中枢，当大脑兴奋度达到射精阈值后，释放下行信号至脊髓诱导射精。
4.行为疗法是目前治疗早泄的主要方法之一，通过规定的抚摸、按摩等针对性的对阴茎低敏感区的干预刺激手段，逐步建立新的触觉刺激与射精中枢的条件反射，提高患者射精控制能力。但是现在的干预过程中，以患者的感受自述和简易设备(如利用袖带式儿童血压计的充气袖带)粗略估算，不能共形贴合，且缺乏精准的触觉刺激感知，无法针对患者早泄与触觉刺激关系进行信息记录和量化评估，影响干预的早泄治疗效果。
5.目前，医务研究人员通过各种方案检测阴茎的敏感区域，为干预提供更多刺激信息以提高早泄治疗效果。现有技术中的几种方案都能一定程度判别阴茎对刺激的阈值，但个体差异使得阴茎表面各个区域的背部神经对外部刺激的耐受度不一样，对促发射精的作用也是不同的。用阴茎整体的敏感度作为治疗依据，缺乏对触觉刺激特征的精确感知，所得的治疗方案依赖于医生的临床经验来判断总结，导致临床行为干预治疗不准确，治疗效果有限，限制了行为治疗在男性健康等领域的推广应用。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种压力传感器的制备方法，所述方法包括：
7.按预设比例将pdms交联剂和固化剂搅拌混合均匀得到pdms混合液；
8.在阵列硅片模具表面和无图案化硅片表面喷涂一层脱模剂薄膜后，分别将预设量的所述pdms混合液滴入所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面并进行处理，得到两片pdms薄膜；通过所述阵列硅片模具制得的所述pdms薄膜具有微通道阵列结构；
9.使两片所述pdms薄膜连接以形成空腔，向所述空腔注入离子液体，并在所有所述空腔注入完成后连接用于采集信号的导线以完成所述压力传感器的制备。
10.具体地，所述“将预设量的所述pdms混合液滴入所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面并进行处理”包括：
11.以预设转速在所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面通过涡流涂覆法涂覆所述pdms混合液后，烘烤固化所述阵列硅片模具和所述无图案化硅片以得到两片所述pdms薄膜。
12.优选地，在所述阵列硅片模具表面涂覆所述pdms混合液的转速为200-600rpm，涂覆时间为10-30秒，烘烤固化所述阵列硅片模具的温度为60-120℃，烘烤固化时间为10-60分钟；
13.在所述无图案化硅片表面涂覆所述pdms混合液的转速为500-1000rpm，涂覆时间为10-30秒，烘烤固化所述无图案化硅片的温度为60-120℃，烘烤固化时间为10-30分钟。
14.进一步地，所述“使两片所述pdms薄膜连接以形成空腔”包括：
15.对两片所述pdms薄膜进行离子体处理后，使具有微通道阵列结构的所述pdms薄膜的微通道阵列结构面与另一所述pdms薄膜的一面键合，并通过按压使两片所述pdms薄膜紧密连接以形成所述空腔。
16.优选地，所述离子体处理由接入氧气的等离子清洗机实现，两片pdms柔性薄膜在所述等离子清洗机中进行所述离子体处理的时间为2-10分钟，使两片所述pdms薄膜紧密连接以形成所述空腔的按压时间为10-30s。
17.优选地，搅拌混合所述pdms交联剂和所述固化剂的预设比例为5∶1～20∶1。
18.优选地，搅拌混合所述pdms交联剂和所述固化剂的步骤由离心混合器实现，所述离心混合器起始自转混合转速为500-1200rpm，保持时间为10-40s，公转脱气阶段转速提高至1200-1800rpm，保持时间为10-40s。
19.优选地，所述“向所述空腔注入离子液体”包括：
20.将第一注射器和第二注射器分别插入所述空腔的两端，通过所述第一注射器持续向所述空腔注入所述离子液体，通过所述第二注射器排空封装在所述空腔里面的空气并引导所述离子液体流动，直至所述离子液体充满整个所述空腔。
21.本发明还提出了一种压力传感器，所述压力传感器通过如前文所述的压力传感器的制备方法制备得到。
22.本发明还提出了一种阴茎射精敏感区检测系统，包括信号采集模块、终端和如前文所述的压力传感器，所述压力传感器用于贴附在阴茎整体表面，所述信号采集模块用于采集所述压力传感器的信号，所述终端基于所述信号采集模块采集的信号显示阴茎整体表面的实时压力。
23.本发明至少具有以下有益效果：
24.本发明提出的压力传感器的制备方法制得的压力传感器制造贴附性好、成本低、灵敏高、测量范围广，压力传感器的柔性可靠，能顺柔的贴附于阴茎表面，能够精确感知对射精影响的不同强度的触觉刺激，得到早泄与触觉刺激的相互作用关系，帮助医生客观鉴别患者早泄类型，针对性对患者展开个性化治疗，对提高行为干预效果具有举足轻重的意义；
25.进一步地，在本发明提出的压力传感器的制备方法制得的压力传感器基础上，本发明还提出了相应的阴茎射精敏感区检测系统，系统的组成部件简单，压力传感器覆盖阴茎龟头到根部的所有区域，对各个量级的压力都具有良好的检测功能，能准确客观的反应出患者射精敏感区域，为行为干预治疗早泄提供科学依据，从而指导医生针对性设定治疗方案，改善早泄症状。
26.以此，本发明提供了一种压力传感器的制备方法、压力传感器及其应用本发明提出的方法制备的压力传感器具有极高的灵敏度，能够感知不同位置压力分布情况，且能对
该区域的压力量级实时采集显示，实现阴茎整体表面实时压力采集、传输和显示，便于医生客观准确的判断出不同患者特定的敏感区域，为行为干预治疗早泄提供科学依据。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为实施例1提供的压力传感器的制备方法的方法流程示意图；
29.图2为通过实施例1提供的压力传感器的制备方法制备压力传感器的整体流程示意图；
30.图3为实施例3提供的采集电路的阴茎射精敏感区检测系统的模块结构示意图；
31.图4为采集电路的电路结构示意图；
32.图5为终端显示二维条状图和三维柱状图形的示意图。
33.附图标记：
34.31-信号采集模块；32-终端；33-压力传感器；311-采集电路；312-控制电路。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
37.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
38.在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。
39.在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各
种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
40.应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
43.实施例1
44.现有的阴茎敏感度测试方法往往是刚性结构，无法紧密贴附在阴茎表面，且只能评估阴茎整体的敏感度，但男性个体差异使得阴茎表面背部神经分布是不均匀的，用模糊的整体敏感度具有较大误差，影响后续医生行为治疗早泄方案的制定，为此，本实施例提出了一种压力传感器的制备方法，用于制备应用于阴茎敏感度测试的压力传感器，通过本实施例提出的压力传感器的制备方法制备的柔性压力传感器对不同量级的压力都具有极高的灵敏度高，不仅能够感知不同位置压力分布情况，同时还能对该区域的压力量级实时采集显示，请参考图1、图2，所述方法包括：
45.s100：按预设比例将pdms交联剂和固化剂搅拌混合均匀得到pdms混合液。
46.需要说明的是，pdms为聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)，是一种高分子聚合物，化学式为(c2h6osi)n，在药品、日化用品、食品、建筑等各领域均有应用。
47.优选地，搅拌混合pdms交联剂和固化剂的预设比例为5∶1～20∶1，本实施例中按照10：1质量比取得一定量的pdms交联剂和固化剂移入离心搅拌机中混合均匀。
48.为使两种胶液充分混合，排除多余空气，本实施例中离心混合器起始自转混合转速为500-1200rpm(revolutions per minute，转/分钟)，保持时间为10-40s，接着公转脱气阶段转速提高到1200-1800rpm，保持时间为10-40s。
49.优选地，离心混合器起始自转混合转速为800-1200rpm，保持时间为20-30s，公转脱气阶段转速提高至1200-1500rpm，保持时间为20-30s。
50.s200：在阵列硅片模具和无图案化硅片表面喷涂一层脱模剂薄膜后，分别将预设量的pdms混合液滴入模具和表面并进行处理，得到两片pdms薄膜，使两片pdms薄膜连接以形成空腔。
51.本实施例中，在已制备的阵列硅片模具表面喷上一层脱模剂薄膜，将适量液态pdms混合液滴入硅片模具表面,以200-600rpm的转速涂覆10-30秒，之后放入温度为60-120℃的烘箱中固化10-60分钟，揭下后得到具有微通道阵列结构的pdms薄膜；另取一片无图案化硅片，同样在其表面喷上一层脱模剂薄膜，添加适量液态pdms混合物在硅片表面，以500-1000rpm的转速涂覆10-30秒，接着放进60-120℃的烘箱中固化10-30分钟，揭下后得到表面平整的pdms薄膜；
52.两片pdms薄膜均制备完成后，将两片pdms柔性薄膜放进接入氧气的等离子清洗机中进行离子体处理2-10分钟以提高其表面粘附能力，取出两片pdms薄膜后，使具有微通道阵列结构的pdms薄膜的微通道阵列结构面与另一pdms薄膜的一面键合，按压10-30s使得两片薄膜紧密连接形成空腔。
53.优选地，在阵列硅片模具表面涂覆pdms混合液的转速为300-500rpm，涂覆时间为10-20秒，烘烤固化阵列硅片模具的温度为80-100℃，烘烤固化时间为20-40分钟；
54.在无图案化硅片表面涂覆pdms混合液的转速为600-800rpm，涂覆时间为10-20秒，烘烤固化无图案化硅片的温度为80-100℃，烘烤固化时间为10-20分钟；
55.两片pdms柔性薄膜在等离子清洗机中进行离子体处理的时间为3-5分钟，使两片pdms薄膜紧密连接形成空腔的按压时间为10-20s。
56.需要说明的是，涡流涂覆法可使用设备进行，如匀胶机；涡流涂覆法包括配料、高速旋转、挥发成膜三个步骤，通过控制匀胶的时间，转速，滴液量以及所用溶液的浓度、粘度来控制成膜的厚度，电子工业中，涡流涂覆法是基片垂直于自身表面的轴旋转，同时把液态涂覆材料涂覆在基片上的工艺。涡流涂覆法的主要优点是易于获得密度较大的涂层，涂层厚度比较均匀。
57.s300：向空腔注入离子液体，并在所有空腔注入完成后连接用于采集信号的导线。
58.可选地，向空腔注入离子液体的步骤由微型注射器完成，本实施例中使用两只微型注射器，两只微型注射器分别插入空腔的两端，其中一只微型注射器充满1.0-1.5mol/l的氯化钠-乙二醇(nacl-eg)离子液体，持续向空腔注入离子液体，另一只微型注射器用来排空封装在空腔里面的空气并引导离子液体流动，直至离子液体充满整个空腔；当所有空腔注满离子液体后，分别在其两端插入导线，即可完成压力传感器阵列的制备。
59.需要说明的是，该方法制备的柔性压力传感器的感知原理是在手掌握力的作用下使得微阵列横截面面积发生改变，从而改变传感器电阻，并通过压力传感器阵列接入的后续电路和控制器得到相应的数据。
60.实施例2
61.本实施例提出了一种压力传感器，所述压力传感器具有微通道阵列，通过如实施例1提出的压力传感器的制备方法制备得到。
62.本实施例中提出的压力传感器通过微通道阵列形成多个空腔，各个空腔中注有氯化钠-乙二醇(nacl-eg)离子液体，且各个微通道阵列中的每个微通道两端均连接有导线。
63.实施例3
64.本实施例通过大量程压力传感器阵列为基础，结合后端分压电路、采集电路311和上位机等部件，提出了一种阴茎射精敏感区检测系统，实现阴茎整体表面实时压力采集、传输和显示，方便医生客观准确的判断出不同患者特定的敏感区域，为行为干预治疗早泄提
供科学依据。参见图3，本实施例提出的阴茎射精敏感区检测系统包括信号采集模块31、终端32和实施例2中提出的压力传感器33，阴茎射精敏感区检测系统通过压力传感器33贴附在阴茎整体表面，信号采集模块31用于采集压力传感器33的信号，终端32基于信号采集模块31采集的信号显示阴茎整体表面的实时压力分布。
65.具体地，信号采集模块31包括依次连接的采集电路311和控制电路312，采集电路311通过导线连接压力传感器33以采集信号，并将电压信号发送至控制电路312；控制电路312用于通过数模转换方式将采集电路311的电压信号转换为数字信号发送至终端32；本实施例中，终端32采用蓝牙转串口模块接收控制电路312发送的数字信号。
66.具体地，请参考图4，采集电路311包括并联连接压力传感器33的阵列结构中各个压力传感单体的并联电路，每条并联电路中串联有一个分压电阻；为确保电路中不会出现大电流导致电阻发热损坏和功率损耗，选择400ω-500ω的电阻作为并联电路串联的分压电阻，以使单个传感器通过电流大小在3-7ma之间，保证电路稳定和低功耗；
67.在电路中加上电压后，当压力传感器33的阻值发生变化时，其两端的电压也随之变化，进而完成电阻到电压的转变。
68.本实施例中，控制电路312包括单片机控制电路312，采集电路311输出至单片机控制电路312的电压变化范围在0-1.5v之间，通过单片机使用模数转换方式将电压信号转换成数字信号，单片机将得到电压的数字信号通过均值滤波处理后，通过与其相连的蓝牙模块发送到电脑的上位机；
69.请参考图5，终端32的蓝牙转串口模块蓝牙波特率设置为9600，数据帧设置为8位数据位，上位机采用labview软件制作，使用图形化编程实现读取控制电路312传输的信号中包含的数据集，并且通过解析处理显示出二维条状图和三维柱状图形。
70.本实施例提出的检测系统组成部件简单，压力传感器的柔性可靠，能顺柔的贴附于阴茎表面，覆盖了阴茎龟头到根部的所有区域，对各个量级的压力都具有良好的检测功能，能准确客观的反应出患者射精敏感区域，为行为干预治疗早泄提供科学依据，从而指导医生针对性设定治疗方案，改善早泄症状。
71.综上所述，本发明提供了一种压力传感器的制备方法、压力传感器及其应用本发明提出的方法制备的压力传感器具有极高的灵敏度，能够感知不同位置压力分布情况，且能对该区域的压力量级实时采集显示，实现阴茎整体表面实时压力采集、传输和显示，便于医生客观准确的判断出不同患者特定的敏感区域，为行为干预治疗早泄提供科学依据。
72.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：按预设比例将pdms交联剂和固化剂搅拌混合均匀得到pdms混合液；在阵列硅片模具表面和无图案化硅片表面喷涂一层脱模剂薄膜后，分别将预设量的所述pdms混合液滴入所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面并进行处理，得到两片pdms薄膜；通过所述阵列硅片模具制得的所述pdms薄膜具有微通道阵列结构；使两片所述pdms薄膜连接以形成空腔，向所述空腔注入离子液体，并在所有所述空腔注入完成后连接用于采集信号的导线以完成所述压力传感器的制备。2.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述“将预设量的所述pdms混合液滴入所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面并进行处理”包括：以预设转速在所述阵列硅片模具表面和所述无图案化硅片表面通过涡流涂覆法涂覆所述pdms混合液后，烘烤固化所述阵列硅片模具和所述无图案化硅片以得到两片所述pdms薄膜。3.根据权利要求2所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，在所述阵列硅片模具表面涂覆所述pdms混合液的转速为200-600rpm，涂覆时间为10-30秒，烘烤固化所述阵列硅片模具的温度为60-120℃，烘烤固化时间为10-60分钟；在所述无图案化硅片表面涂覆所述pdms混合液的转速为500-1000rpm，涂覆时间为10-30秒，烘烤固化所述无图案化硅片的温度为60-120℃，烘烤固化时间为10-30分钟。4.根据权利要求1-3任一项所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述“使两片所述pdms薄膜连接以形成空腔”包括：对两片所述pdms薄膜进行离子体处理后，使具有微通道阵列结构的所述pdms薄膜的微通道阵列结构面与另一所述pdms薄膜的一面键合，并通过按压使两片所述pdms薄膜紧密连接以形成所述空腔。5.根据权利要求4所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述离子体处理由接入氧气的等离子清洗机实现，两片pdms柔性薄膜在所述等离子清洗机中进行所述离子体处理的时间为2-10分钟，使两片所述pdms薄膜紧密连接以形成所述空腔的按压时间为10-30s。6.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，搅拌混合所述pdms交联剂和所述固化剂的预设比例为5∶1～20∶1。7.根据权利要求1或6所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，搅拌混合所述pdms交联剂和所述固化剂的步骤由离心混合器实现，所述离心混合器起始自转混合转速为500-1200rpm，保持时间为10-40s，公转脱气阶段转速提高至1200-1800rpm，保持时间为10-40s。8.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述“向所述空腔注入离子液体”包括：将第一注射器和第二注射器分别插入所述空腔的两端，通过所述第一注射器持续向所述空腔注入所述离子液体，通过所述第二注射器排空封装在所述空腔里面的空气并引导所述离子液体流动，直至所述离子液体充满整个所述空腔。9.一种压力传感器，其特征在于，通过如权利要求1-8任一项所述的压力传感器的制备方法制备得到。10.一种阴茎射精敏感区检测系统，其特征在于，包括信号采集模块、终端和如权利要求9所述的压力传感器，所述压力传感器用于贴附在阴茎整体表面，所述信号采集模块用于
采集所述压力传感器的信号，所述终端基于所述信号采集模块采集的信号显示阴茎整体表面的实时压力。

技术总结
本发明提供了一种压力传感器的制备方法、压力传感器及其应用，方法包括搅拌混合均匀PDMS交联剂和固化剂得到PDMS混合液，在阵列硅片模具表面和无图案化硅片表面喷涂一层脱模剂薄膜后分别进行处理以得到两片PDMS薄膜，使两片PDMS薄膜连接以形成空腔，向空腔注入离子液体，并在所有空腔注入完成后连接用于采集信号的导线以完成压力传感器的制备。本发明提出的方法制备的压力传感器具有极高的灵敏度，能够感知不同位置压力分布情况，且能对该区域的压力量级实时采集显示，实现阴茎整体表面实时压力采集、传输和显示，便于医生客观准确的判断出不同患者特定的敏感区域，为行为干预治疗早泄提供科学依据。早泄提供科学依据。早泄提供科学依据。


技术研发人员：陈婧 陈静
受保护的技术使用者：深圳市持恒医疗科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/10/15