1.本技术涉及动物生命体征检测设备领域，特别涉及一种耐高气压的心率传感器和系统。
背景技术：
2.在一些动物实验中，需要在一些特殊环境下对动物的生命体征数据进行检测，比如心率检测、体温等等。在高压舱内对大鼠进行生命体征数据检测时，工作人员无法进入高压舱，只能通过仪器设备对大鼠的心率等数据进行检测。
3.但是现在市面上也有一些能够检测心率的设备，并不具备耐高气压的能力。
技术实现要素：
4.本技术的目的在于提供一种耐高气压的心率传感器和系统，其能够改善上述问题。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术提供一种耐高气压的心率传感器，该心率传感器用于将采集到的动物心脏电信号传输给所述ecg检测模块进行处理，包括：多个电极部件；所述电极部件包括柔性外罩和设置于所述柔性外罩内的采集电极，所述柔性外罩内还填充有黏糊状填充物。
7.可以理解，由于采集电极封装于柔性外罩中，且柔性外罩内还填充有黏糊状填充物，在挤压状态下，黏糊状填充物将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除气泡，使得采集电极能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给所述ecg检测模块进行处理。
8.其中，所述黏糊状填充物为有机硅弹性凝胶。
9.其中，所述采集电极采用硅应变压力传感器，所述硅应变压力传感器的衬底包括双层亚克力板和设置于所述双层亚克力板之间的不锈钢板。
10.可以理解，硅应变压力传感器的衬底包括双层亚克力板和设置于所述双层亚克力板之间的不锈钢板，其介电强度较高。具有很好的够实现耐高气压的效果，在高气压的恶劣环境下也可以不受干扰地完成动物的心率监测工作。
11.第二方面，本技术提供一种耐高气压的心率系统，其包括：第一方面任一项所述的心率传感器、主机和固定带，所述固定带用于将所述主机与动物的肢体绑定；所述主机内设置有控制器以及与所述控制器电连接的ecg检测模块和无线通信模块；所述电极部件都固定于所述主机朝向动物肢体的表面上。
12.可以理解，本技术公开了一种耐高气压的心率系统，使用时利用固定带将主机与动物的肢体绑定，以便于主机对动物心率的检测。主机通过ecg检测模块进行动物的心率监测，ecg检测模块对应有多个电极部件，这些电极部件设置于主机朝向动物肢体的一侧。由于采集电极封装于柔性外罩中，且柔性外罩内还填充有黏糊状填充物，在固定带向主机施加朝向动物肢体的挤压力的同时，黏糊状填充物将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除
气泡，使得采集电极能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给所述ecg检测模块进行处理。ecg检测模块在获取动物的心率检测结果后，可以通过无线通信模块将心率检测结果发送给对应的工作人员的用户终端。
13.其中，所述控制器、所述ecg检测模块和所述无线通信模块设置于主控电路板上，所述主控电路板设置于所述主机内。
14.在本技术可选的实施例中，所述ecg检测模块包括生物电势主动前端(act i ve front end，afe)，所述生物电势主动前端用于接收和处理所述采集电极采集到的动物心脏电信号。
15.在本技术可选的实施例中，所述主机背离所述电极部件的表面上设置有显示器，所述显示器与所述控制器电连接，用于显示动物的当前生命体征参数。
16.可以理解，ecg检测模块在获取动物的心率检测结果后，还可以将心率检测结果发送给显示器进行显示，便于现场工作人员观察。
17.第二方面，本技术还提供另一种耐高气压的心率系统，相较于第一方面的心率检测装置，第二方面的心率检测装置中的主机内还设置有多个压电伸缩部件，所述压电伸缩部件的厚度与所述主机内腔的厚度相等，所述压电伸缩部件用于在所述控制器的电信号驱动下实现在所述主机厚度方向的膨胀变形。
18.可以理解，本技术公开的耐高气压的心率系统，在主机内还设置有多个压电伸缩部件，可以在电信号驱动下实现在主机厚度方向的膨胀变形，从而更大程度地向电极部件施加朝向动物肢体的压力，使得采集电极能够更进一步地贴近动物肢体，采集到更加清洗的动物心脏电信号。
19.在本技术可选的实施例中，所述压电伸缩部件的数量与所述电极部件的数量相等；所述主机朝向动物肢体的表面为接触面，所述压电伸缩部件在所述接触面的正投影与对应的所述电极部件在所述接触面的正投影重合。
20.可以理解，每个压电伸缩部件对应一个电极部件设置，那么该压电伸缩部件膨胀后，对应的电极部件将充分地收到压力而贴近动物肢体。
21.在本技术可选的实施例中，所述压电伸缩部件包括d33模式的压电材料层、上电极和下电极，所述上电极和所述下电极设置于所述压电材料层的两个相对表面。
22.第三方面，本技术还提供再一种耐高气压的心率系统，相较于第一方面的心率检测装置，第三方面的心率检测装置中的主机朝向动物肢体的表面上还设置有光电容积脉搏波(photop l ethysmograph，ppg)检测模块，所述ppg检测模块的激光发射器和激光接收器朝向动物肢体设置；所述ppg检测模块与所述控制器电连接，用于将检测到的动物心率信号发送给所述控制器。
23.可以理解，除了ecg检测模块，本装置还集成有ppg检测模块用以检测动物的脉搏、血氧及心率，可以更加全面、准确地反映被检测动物真实的心脏健康状况。
24.在本技术可选的实施例中，所述主机朝向动物肢体的表面上还设置有体温检测模块，所述体温检测模块与所述控制器电连接。
25.可以理解，体温监测模块用于检测动物的当前体温。
26.其中，所述ppg检测模块和所述体温检测模块设置于传感电路板上，所述传感电路板设置于所述主机朝向动物肢体的表面上。
27.有益效果：
28.本技术公开的耐高气压的心率传感器，由于采集电极封装于柔性外罩中，且柔性外罩内还填充有黏糊状填充物，在挤压状态下，黏糊状填充物将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除气泡，使得采集电极能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给所述ecg检测模块进行处理。
29.本技术公开的耐高气压的心率传感器，一个ecg检测模块对应有多个电极部件，相较于单电极部件的检测结果，采用多个电极部件进行心率检测的检测结果会更加精确。
30.本技术公开的耐高气压的心率系统，ecg检测模块对应的电极部件设置于主机朝向动物肢体的一侧。使用时利用固定带将主机与动物的肢体绑定，以便于主机对动物心率的检测。在固定带向主机施加朝向动物肢体的挤压力的同时，电极部件封装内的黏糊状填充物将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除气泡，使得电极部件封装内的采集电极能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给所述ecg检测模块进行处理。
31.本技术公开了的耐高气压的心率系统，所述采集电极采用硅应变压力传感器，所述硅应变压力传感器的衬底包括双层亚克力板和设置于所述双层亚克力板之间的不锈钢板，其介电强度较高。具有很好的够实现耐高气压的效果，在高气压的恶劣环境下也可以不受干扰地完成动物的心率监测工作。
32.本技术公开的耐高气压的心率系统，在主机内还设置有多个压电伸缩部件，可以在电信号驱动下实现在主机厚度方向的膨胀变形，从而更大程度地向电极部件施加朝向动物肢体的压力，使得采集电极能够更进一步地贴近动物肢体，采集到更加清洗的动物心脏电信号。
33.本技术公开了的耐高气压的心率系统，除了ecg检测模块，还集成有ppg检测模块用以检测动物的脉搏、血氧及心率，可以更加全面、准确地反映被检测动物真实的心脏健康状况。
34.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
36.图1是本技术提供的一种耐高气压的心率系统的外观示意图；
37.图2是图1所示的心率检测装置的底面示意图；
38.图3是图2所示的心率检测装置的虚线剖面示意图；
39.图4是图1所示的心率检测装置的连接关系示意图；
40.图5是本技术提供的一种耐高气压的心率系统的外观示意图；
41.图6是图5所示的心率检测装置的主机腔内剖面示意图；
42.图7是图5所示的心率检测装置的虚线剖面示意图；
43.图8是本技术提供的再一种耐高气压的心率系统的外观示意图；
44.图9是图8所示的心率检测装置的底面示意图；
45.图10是图8所示的心率检测装置的连接关系示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.第一方面，本技术提供一种耐高气压的心率传感器，该心率传感器用于将采集到的动物心脏电信号传输给ecg检测模块进行处理，包括：多个电极部件；电极部件包括柔性外罩和设置于柔性外罩内的采集电极，柔性外罩内还填充有黏糊状填充物。
48.可以理解，由于采集电极封装于柔性外罩中，且柔性外罩内还填充有黏糊状填充物，在挤压状态下，黏糊状填充物将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除气泡，使得采集电极能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给ecg检测模块进行处理。
49.其中，黏糊状填充物为有机硅弹性凝胶。
50.其中，所述采集电极采用硅应变压力传感器，所述硅应变压力传感器的衬底包括双层亚克力板和设置于所述双层亚克力板之间的不锈钢板。
51.可以理解，硅应变压力传感器的衬底包括双层亚克力板和设置于所述双层亚克力板之间的不锈钢板，其介电强度较高。具有很好的够实现耐高气压的效果，在高气压的恶劣环境下也可以不受干扰地完成动物的心率监测工作。
52.第二方面，如图1至图4所示，本技术提供一种耐高气压的心率系统100，其包括：第一方面任一项所述的心率传感器、主机110和固定带120，固定带120用于将主机110与动物的肢体绑定。
53.如图4所示，主机110内设置有控制器111以及与控制器111电连接的心电(e l ectrocard i ogram，ecg)检测模块112和无线通信模块113。
54.如图2所示，ecg检测模块112对应多个电极部件130，电极部件130都固定于主机110朝向动物肢体的表面上。如图3所示，电极部件130包括柔性外罩131和设置于柔性外罩131内的采集电极132，采集电极132用于将采集到的动物心脏电信号传输给ecg检测模块112进行处理，柔性外罩131内还填充有黏糊状填充物133。
55.可以理解，本技术公开了一种耐高气压的心率系统100，使用时利用固定带120将主机110与动物的肢体绑定，以便于主机110对动物心率的检测。主机110通过ecg检测模块112进行动物的心率监测，ecg检测模块112对应有多个电极部件130，这些电极部件130设置于主机110朝向动物肢体的一侧。由于采集电极132封装于柔性外罩131中，且柔性外罩131内还填充有黏糊状填充物133，在固定带120向主机110施加朝向动物肢体的挤压力的同时，黏糊状填充物133将填充与动物皮肤之间的空隙，从而消除气泡，使得采集电极132能够更加清晰地采集到动物心脏电信号传输给ecg检测模块112进行处理。ecg检测模块112在获取动物的心率检测结果后，可以通过无线通信模块113将心率检测结果发送给对应的工作人员的用户终端。
56.其中，如图4所示，控制器111、ecg检测模块112和无线通信模块113设置于主控电
路板140上，主控电路板140设置于主机110内。
57.其中，采集电极132采用硅应变压力传感器，硅应变压力传感器采用介电强度大于高强度阈值的亚克力板作为衬底。
58.可以理解，由于采集电极132采用高介电强度亚克力板为衬底的硅应变压力传感器，因此能够实现耐高气压的效果，在高气压的恶劣环境下也可以不受干扰地完成动物的心率监测工作。
59.应当理解，在本发明实施例中，所称控制器111可以是中央处理单元(centra l process i ng un it，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(d i g ita l s i gna l processor，dsp)、专用集成电路(app l i cat i on spec i f i c i ntegrated ci rcu it，as i c)、现成可编程门阵列(f i e l d-programmab l e gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
60.在本技术可选的实施例中，ecg检测模块112包括生物电势主动前端(act i ve front end，afe)，生物电势主动前端用于接收和处理采集电极132采集到的动物心脏电信号。
61.其中，主动前端(act i ve front end，afe)。从结构上看，由于采用了绝缘栅双极型晶体管(i nsu l ated gate bi po l ar trans i stor，i gbt)功率元件，所以它相当于一个逆变器，不同的是其输入为交流输出为直流，因为它位于电源进线侧，所以被称为前端。其主动的含义在于，与传统的二极管或可控制硅整流技术相比，主动前端不再是被动地将交流转变成直流，而是具备了很多主动的控制功能。它不仅能消除高次谐波，提高功率因数，而且不受电网波动的影响，具有卓越的动态特性。
62.在本技术可选的实施例中，如图1和图4所示，主机110背离电极部件130的表面上设置有显示器150，显示器150与控制器111电连接，用于显示动物的当前生命体征参数。
63.可以理解，ecg检测模块112在获取动物的心率检测结果后，还可以将心率检测结果发送给显示器150进行显示，便于现场工作人员观察。
64.第三方面，如图5至图7所示，本技术还提供另一种耐高气压的心率系统200，相较于第二方面的心率检测装置100(图1至图4所示的心率检测装置200)，第三方面的心率检测装置200中的主机210内还设置有多个压电伸缩部件260，压电伸缩部件260的厚度与主机210内腔的厚度相等，压电伸缩部件260用于在控制器211的电信号驱动下实现在主机210厚度方向的膨胀变形，如图6和图7所示。
65.可以理解，本技术公开的耐高气压的心率系统200，在主机210内还设置有多个压电伸缩部件260，可以在电信号驱动下实现在主机210厚度方向的膨胀变形，从而更大程度地向电极部件230施加朝向动物肢体的压力，使得采集电极能够更进一步地贴近动物肢体，采集到更加清洗的动物心脏电信号。
66.在本技术可选的实施例中，压电伸缩部件260的数量与电极部件230的数量相等；主机210朝向动物肢体的表面为接触面，压电伸缩部件260在接触面的正投影与对应的电极部件230在接触面的正投影重合。
67.可以理解，每个压电伸缩部件260对应一个电极部件230设置，那么该压电伸缩部件260膨胀后，对应的电极部件230将充分地收到压力而贴近动物肢体。
68.在本技术可选的实施例中，压电伸缩部件260包括d33模式的压电材料层261、上电极262和下电极263，上电极262和下电极263设置于压电材料层261的两个相对表面。
69.根据压电材料应力方向的不同，压电材料主要分为d31模式和d33模式两种类型的工作模式。d31模式即压电材料的应力或应变方向与其所产生的电压或电场方向相互垂直的工作模式，这种工作模式利用压电层的上下表面作为正负电极采集电荷；压电材料的应力或应变方向与其所产生的电压或电场方向一致的工作模式是d33模式，本方案所采用的即是这种d33模式的压电材料。
70.第四方面，如图8至图10所示，本技术还提供再一种耐高气压的心率系统300，相较于第二方面的心率检测装置100(图1至图4所示的心率检测装置300)，第四方面的心率检测装置300中的主机310朝向动物肢体的表面上还设置有光电容积脉搏波(photop l ethysmograph，ppg)检测模块370，ppg检测模块370的激光发射器和激光接收器朝向动物肢体设置；ppg检测模块370与主控电路板340上的控制器311电连接，用于将检测到的动物心率信号发送给控制器311。
71.可以理解，除了ecg检测模块312，本装置还集成有ppg检测模块370用以检测动物的脉搏、血氧及心率，可以更加全面、准确地反映被检测动物真实的心脏健康状况。
72.在本技术可选的实施例中，主机310朝向动物肢体的表面上还设置有体温检测模块380，体温检测模块380与控制器311电连接。
73.可以理解，体温检测模块380用于检测动物的当前体温。
74.其中，ppg检测模块370和体温检测模块380设置于传感电路板390上，传感电路板390设置于主机310朝向动物肢体的表面上。如图9所示，传感电路板390设置于各个电极部件330之间。
75.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
76.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
77.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
78.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例中方法的全部
或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-on l y memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
79.在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一动物设备和第二动物设备表示不同的动物设备，虽然两者均是动物设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。
80.当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。
81.以上描述仅为本技术的可选实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
82.以上所述仅为本技术的可选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。