CN1516563A - 非对称感应带 - Google Patents

Abstract

本发明包括非对称感应带，所述带优选具有从导体衬底的第一边缘附加并跨过所述衬底的导体。导体的第一和第二部分优选形成为在某些或所有中间端点处、或者在沿着其长度的离散点的枢轴位置处具有发夹状特征。另外，第一和第二部分被布置为彼此非对称的关系，总的来说，优选每个发夹状特征与另一个发夹状特征不直接相对。所述发夹优选通过锯齿形导体连接，除了顶点、或发夹、导体的形状以外，所述锯齿形导体在被拉伸时也有助于自感应。

Description

非对称感应带

技术领域

本发明涉及呼吸监测领域。具体而言，本发明涉及改进的感应带，用于非直接地测量受测对象的周边的膨胀和收缩，并测定该受测对象的呼吸量和呼吸率。

背景技术

在最近的几十年中，已发明和应用了许多不同类型的感应带。并开发了用于将呼吸转换为可计量的信号的感应内衣和其他变换器。一些感应带被设计为环绕受测对象的整个胸部和/或腹部，另一些带被设计为部分地环绕受测对象。

例如，美国专利4,817,625教导了一种封闭的，在感应带中紧密地并列的对称的顶部和底部绕组的应用，所述感应带大致环绕整个区域。美国专利5,913,830公开了在感应带上交替的活动段和非活动段的使用，其中活动段大体上形成环绕区。

对现有技术的感应变换器带的其它需求中，存在着对更灵敏的感应变换器带的需求，所述带易于调节并且结构小型化。

发明内容

本发明涉及非对称感应带，所述带优选包括从导体衬底的第一边缘附加并跨过所述衬底成环的导体。所述导体的第一和第二部分优选形成为在一些和/或所有中间端点处，或沿着其长度的若干位置处的枢轴点具有“发夹状”特征。另外，第一和第二部分被布置为彼此非对称的关系，总的来说，优选的是，每个发夹状特征不直接与另一个发夹状特征相对。

以下是来自于“发夹”特征或导体或带的任何其它特征的优点和/或工程技术考虑。相对于现有技术的主要优点在于，发夹特征更加灵敏，特别是当所述带从非膨胀位置的偏移较小时。当所述带未拉伸时，相邻的发夹状导体几乎接触，从而即使带的轻微延伸也将增加“发夹”中的间隙，引起与现有形状相比的相对较大的自感应变化。如现有技术所知道的那样，感应的变化通过电子电路来测量，其中感应呼吸带连接到该电感电路上。

返回绕组(导体的底部一半)与顶部有相同的模式，但被移位以便在返回绕组上的发夹特征不直接与在顶绕组上的发夹特征相对。这种构造具有增加导体上的发夹数量的期望的性能，这依次会增加了导体对于即使很小的受测对象周边变化的灵敏性。

发夹通过锯齿形导体连接，除了顶点、或发夹、导体的形状外，导体在拉伸时也有助于自感的变化。在实践中，锯齿形提供用于来自相反导体绕组的发夹的空间。事实上，本发明导体的优选构造显示了交叠并列或，顶点、或沿着细长可膨胀的带的中心纵轴线的发夹特征之间的关系，所述带支撑细长导体的两个部分。

根据本发明的非对称导体带紧固到可膨胀衬底材料上，该可膨胀衬底材料优选只围绕受检人的胸部或腹部的一部分。非膨胀性材料的条(或多个条)连接到所述可膨胀材料上以便围绕受测对象。所述带连接到优选为环形的阻抗匹配变压器(其也连接到可膨胀材料)，并通过两个其它的导体连接到电子电路上，所述电子电路在受测对象换气或吸气和呼气时将非对称感应带的电感变化转换为与可膨胀带的长度变化成比例的电压信号，从而所述信号与受测对象身体周围的变化成比例，因此与受测对象的呼吸量(和频率)成比例。这样的电子电路在现有技术中已知并被使用。

附图简述

图1是本发明优选实施例的平面图；

图2A是图1所示的实施例的导体的一部分的放大图，其中导体处于非膨胀的状态；

图2B是图1所示的实施例的导体的一部分的放大图，其中导体处于膨胀的状态；

图3是本发明另一实施例的顶视图，示出了用于制造感应带的缝合图案的例子。

具体实施方式

本发明涉及如图1所示的非对称感应带10，所述带10用于测量受测对象的呼吸。根据本发明的非对称感应带10优选包括具有位于可膨胀材料衬底30上的第一部分12和第二部分14的细长导体20。所述可膨胀材料优选机械连接到一段非膨胀性的材料40上，或更典型的是，具有紧固件的带子，带扣，钩环片材料，一对互锁的按扣，一部分摩擦配合材料，绳结，扭扣，夹板，一段缝合，粘结剂，拉锁等等，用于将可膨胀材料30连接到非膨胀材料40上以便在使用中围绕受测对象的躯干、胸部和/或腹部的一部分上。

本发明可以简单地由在此教导的具有任何衬底材料或衬底的细长导体、变换器或其它附加元件组成，所述附加元件或者从细长导体去除或者位于远离细长导体但与细长导体电通讯的位置上。在本发明的该实施例或形式中，第一部分或者第二部分(或两部分)可以完全围绕受测对象，或者可以只围绕受测对象的一部分，并且可以通过无线收发器或诸如红外、紫外或其它频率或多种频率的电磁射线之类的其它遥测技术连接到遥控电子电路24上。

在使用中，可以添加可选衬垫或衬垫材料层以保护感应带变换器和/或使感应带变换器让受测对象觉得舒适。导体20可以用粘结剂、导线、缝合附加到可膨胀衬底30上，或者保持在袋中或者另一方面被可膨胀衬底30的特征所限制。

导体20可以由任何导电金属、合成材料、合金、树脂基材料、聚合体制造，或者可以由嵌入可膨胀衬底30中的痕量物质制造，只要所述材料充分地导电以产生能够精确测量的信号。优选的是，导体20利用常规的导线绝缘进行绝缘。在一个优选的实施例中，当导体处于非膨胀状态时，每个发夹25的腿25A和25B仅仅通过绝缘分开。

从一系列“发夹”(或顶点)特征25或导体或带20的任何其它特征产生的优点和工程技术考虑包括以下所述。这样的特征25相对于现有技术的主要优点在于它们更加灵敏，特别是当从非膨胀状态的带偏移较小时，即当膨胀材料30只是轻微地拉伸并且导体20因此产生其信号时。当可膨胀带30没有拉伸时，导体20的相邻部分12和14，特别是发夹特征25几乎接触，从而即使带30的轻微延伸也将增加每个发夹特征25的每个腿25A和25B之间的间隙，导致与现有的和先前的感应带相比更大的自感变以化。

参照图2A和2B，发夹特征25和每个腿部25A或25B可以相对于另一个腿部平行地定向或略微叉开地定向。每个发夹特征25的顶点特征27优选是半圆形的，像字母“C”的形状，具有大约相同的半径。当导体20膨胀时，发夹特征25的腿部25A和25B呈现更多的轻微分叉取向。如现有技术所知道和使用的，源自移动导体20的可膨胀材料30的延伸的电感变化通常并优选由遥控电子电路24测量，感应呼吸带10连接到所述电子电路24上。遥控电子电路24通常包括振荡器以便产生带激发或载波信号，以及频率-电压转换器或AM解调器以便将由于带从原始构造膨胀引起的电感变化转换为可被记录和测量的电压。

导体20的返回绕组14(即，如图1所示的导体20的底部)优选与顶部12或输出绕组具有相同的图案，但相对于顶部12偏移以便发夹特征25不互相碰撞或接触。本实施例具有增加发夹特征25数量的期望性能，从而增加了感应带对于受测对象身体周边的甚至较小的变化的灵敏性。本发明的发夹特征25通过导体20的锯齿形的中间部分35连接，这些中间部分35在拉伸时也有助于自感的变化。在实践中，锯齿形提供了用于导体绕组20的相对部分12和14的发夹特征25的空间。

导体20可集成到可膨胀衬底30中，也可以附加或编织到特定的结构中，只要导体20相对于导体20的其它部分电绝缘，并且，必要时，与衬底30(和/或受测对象)绝缘。

导体20优选固定到可膨胀衬底材料30上，所述衬底材料30只围绕受测人的胸部或腹部的一部分。非膨胀材料40的带(或若干带)连接到可膨胀材料30上以便围绕受测对象。导体20连接到环形的阻抗匹配变压器50(其也连接到可膨胀材料30)，并且通过两个导体52连接到遥控电子电路24，电子电路24能够将感应带20的电感变化转换为与受测对象身体周围变化成比例的电压，这一点在现有技术中已知并被使用。

与美国专利5,543,012中描述的需要专门的装置来制造这些带的传统对称感应带相比，本发明的非对称感应带的另一个优点是它易于用常规的缝纫机制造。在图3所示的实施例中，可膨胀材料的顶部件30A放置在可膨胀材料的底部件30B的上方，两个垂直排的缝合线55使用常规的缝纫机缝到材料中，以形成用于每个发夹25的袋60。导体20在夹具上被弯曲成形，每个发夹25放置到用于容纳夹具25的袋60中定位，同时袋10的周边57被缝纫。由于不需要缝合跨过带本身，传统的缝纫机可被用于制造本发明的感应带。

对本领域的技术人员而言，很容易想到其它的优点和改进。因此，本发明在其更宽的方面来说，并不局限于所图示和描述的特定细节、代表装置和示例。因此，在不偏离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下，可以对这些细节进行变化。

Claims (21)

1.一种用于监测受测对象的呼吸的感应带，包括：

具有第一端和第二端的细长导体；和

可膨胀导体支撑衬底，与细长导体成支撑关系，其中第一端和第二端与所述细长导体的中点间隔开；

其中细长导体包括交替系列的偏移顶点特征和周期性导体特征，并且所述偏移顶点特征共享周期性导体特征的中间轴线。

2.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，细长导体包括单个闭合的环。

3.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，至少两个交替系列的偏移顶点特征相对于导体的纵轴线彼此交叠。

4.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，还包括非膨胀带，其中可膨胀带通过从以下面的件组中选择的一种件连接到非膨胀带上，所述材料组包括：一对钩和环片材料、带扣、一部分摩擦配合材料、绳结、扭扣、夹板、一段缝合、粘结剂、拉锁等。

5.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，偏移顶点特征形成为发夹形状，所述发夹在每个顶点特征的远端具有部分环以及从其延伸出的一对紧密地分开的腿。

6.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，所述可膨胀导体支撑是受测对象的表皮，所述导体通过粘接材料或胶带粘贴到所述表皮上。

7.根据权利要求1所述的感应带，其特征在于，所述细长导体是金属的。

8.一种改进的感应带变换器，包括：

具有第一部分、中间过渡部分和第二部分的电导体；

与所述电导体成支撑关系的可膨胀导体支撑衬底；和

电连接到所述电导体的每个端部的变压器；

其中所述电导体的第一部分具有第一系列顶点特征，第二部分具有第二系列顶点特征，所述第一系列和所述第二系列交叠中间纵轴线，所述中间纵轴线与中间过渡部分和变压器交叉。

9.根据权利要求8所述的感应带，其特征在于，所述电导体包括单个闭合的环。

10.根据权利要求8所述的感应带，其特征在于，第一系列顶点特征中的至少一个和第二系列顶点特征中的至少一个形成发夹形状。

11.根据权利要求8所述的感应带，其特征在于，所述电导体位于在可膨胀导体支撑衬底中形成的一系列袋或环中。

12.根据权利要求8所述的感应带，其特征在于，所述电导体由导电的聚合体材料构成。

13.根据权利要求8所述的感应带，其特征在于，所述电导体被编织或缝合到可膨胀导体支撑衬底中。

14.一种改进的感应带电导体痕量图案，包括：

第一段导电材料；和

第二段导电材料；

其中每个所述段的导电材料的第一端连接在一起，每个所述段的导电材料的第二端电耦合到变压器上，并且，一部分所述第一段和所述第二段这样构造以便于每个部分和另一个部分相对于它们之间的中间轴线交叠。

15.一种用于测量对象周边变化的自感应变换器，包括：

细长导体，该细长导体具有在其中形成的一系列几何形状，其中至少一个所述几何形状是发夹状的。

16.一种用于测量对象周边变化的自感应变换器，包括：

细长导体，该细长导体具有在其中形成的一系列几何形状，其中至少一个所述几何形状具有紧密地与第二直腿部分间隔开的第一直腿部分，和顶点部分将第一直腿部分连接到第二直腿部分。

17.根据权利要求16所述的自感应传感器，其特征在于，所述顶点部分包括大体具有共同半径的半圆形部分。

18.一种用于测量对象外周变化的自感应传感器，包括：

细长导体，该细长导体具有在其中形成的一系列几何形状，其中至少一个所述几何形状具有大体平行于并紧密地与第二直腿部分间隔开布置的第一直腿部分；和

细长导体的顶点部分，该顶点部分将第一直腿部分连接到第二直腿部分，所述顶点部分形状类似于字母“C”。

19.根据权利要求18所述的自感应传感器，其特征在于，细长导体的第一部分和细长导体的第二部分的一系列几何形状以间隔开的关系布置，并且，所述第一部分的一系列几何形状的一部分与位于细长导体的第一部分和第二部分之间的共同纵轴线交叠。

20.根据权利要求18所述的自感应传感器，其特征在于，当对象的周边增加时，第一腿部分和第二腿部分能够彼此分叉开。

21.根据权利要求20所述的自感应传感器，其特征在于，所述分叉引起导体的电感变化。

Images