[发明专利]潮气传感器、电子设备、呼吸检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备领域，特别涉及一种潮气传感器、电子设备、呼吸检测系统和方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，人们对口鼻气流与呼吸状态的监测仪器的需求也不断提升。目前用于口鼻气流与呼吸状态监测的传感器主要有四类：第一类基于热敏元件，通过监测口鼻气流的温度变化来监测呼吸状态；第二类基于湿敏元件，通过监测口鼻气流的湿度变化来监测呼吸状态；第三类基于压阻元件和第四类基于压电元件，通过监测口鼻气流的压力变化来监测呼吸状态。在实际应用中，上述方式都存在不足之处。在第一类装置和第二类装置容易受环境温度、湿度影响，对监测环境的稳定性和一致性要求较高。第三类和第四类装置受敏感材料敏感度限制，信号提取难度大，接口电路复杂，设备成本较高，而且传感器需要固定于鼻孔下方或口部，使被测者脸上有明显异物感，使用不舒服。

特别是第二类采用湿敏元件的装置，最常见的就是湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，称为敏感薄膜，当空气中的水蒸气吸附在敏感膜上或渗入敏感薄膜内时，元件的电阻率发生变化，且变化量与水蒸气浓度有一定关系，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用有机高分子薄膜(也称为敏感薄膜)作为电容的介电材料，常用的有机高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯等。当环境湿度发生改变时，介电材料吸收的水汽含量就会改变，其表观的介电常数也就发生了变化，引起其电容量的变化。其电容变化量与相对湿度成正相关。然而，现有的湿度传感器的敏感薄膜材料均无法快速响应，也就无法跟随人体呼气与吸气时鼻孔下气体湿度的变化，无法用于人体呼吸的实时监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种潮气传感器、电子设备、呼吸检测系统和方法，使得潮气传感器在进行水汽含量检测时，能够大大减小响应时间，提高响应速度，可以实时监测水汽含量。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种潮气传感器，该潮气传感器具有用于检测水汽含量的敏感薄膜；所述敏感薄膜的材质为以下任意一种或其两两组合的混合物或三者组合的混合物：

氧化石墨烯、有机高分子聚合物或无机金属氧化物。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，该电子设备上安装有至少一个上述潮气传感器。

本发明的实施方式还提供了一种呼吸检测系统，包含至少一个上述潮气传感器，以及分析模块；

所述潮气传感器用于检测呼气和吸气过程产生的气流中包含的水汽含量；

所述分析模块用于分析所述潮气传感器在一段时间内检测到的水汽含量的变化特征，获得呼吸参数。

本发明的实施方式还提供了一种呼吸检测方法，包含以下步骤：

检测呼气和吸气过程产生的气流中包含的水汽含量；其中，采用上述潮气传感器进行水汽含量的检测；

分析在一段时间内检测到的水汽含量的变化特征，获得呼吸参数。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过采用对水汽反应灵敏的敏感薄膜材质制作潮气传感器，可以使响应时间大大减小，响应幅度提升，将现有技术中湿度传感器几秒到几分钟的响应时间减小到0.1秒以下。其不仅能够测量出环境气体中的湿度(水汽含量)，而且可以实时监测呼吸。进一步地，在电子设备或呼吸检测系统中采用该潮气传感器，可以实时监测呼吸中的水汽含量，从而监测身体状况，或者为呼吸锻炼提供指导。

另外，所述敏感薄膜的材质为氧化石墨烯；

或者，所述敏感薄膜的材质为氧化石墨烯与有机高分子聚合物的混合物；

或者，所述敏感薄膜的材质为氧化石墨烯与无机金属氧化物的混合物；

或者，所述敏感薄膜的材质为氧化石墨烯、有机高分子聚合物与无机金属氧化物的混合物。

敏感薄膜中包含氧化石墨烯，可以使得潮气传感器的响应时间大大减小，响应幅度提升。

另外，所述电子设备具有中央处理器；所述中央处理器用于从所述潮气传感器获取水汽含量，并对水汽含量进行分析。电子设备通过安装潮气传感器，具备了实时检测水汽含量的能力，中央处理器通过对呼出和吸入气体中水汽含量的分析，可以实时监测呼吸状态，从而反应出身体状况。