[发明专利]基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器及其检测方法

权利要求书

1.一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器，其特征在于，包括支撑层和悬臂，所述悬臂梁一端为固定端，固定于所述支撑层，另一端为自由端；悬臂梁靠近固定端的部分具有压电层，靠近自由端的部分具有湿敏层。所述压电层的上下两侧分别与一电极相连，用于信号输入和输出。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述湿敏层由氧化石墨烯膜构成，优选为氧化石墨烯气凝胶膜。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述支撑层上固定有与所述悬臂一体的固定块。

4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，其中一个电极覆盖于所述压电层上，另一电极固定于所述固定块上，通过固定块和悬臂上的导电涂层与所述压电层实现电连接。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，位于压电层上的电极延伸至所述固定块。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，悬臂的材料为硅；压电层的材料为氮化铝、氧化锌或锆钛酸铅压电陶瓷；底电极和上电极的材料为铝和铬。

7.一种权利要求1所述的传感器的呼吸检测方法，其特征在于，该方法为：将上下两个电极与一振荡电路相连，电信号传递至压电层，由于压电效应将电能转化为机械能，驱动悬臂谐振。悬臂的振动导致压电层6发生形变，由于逆压电效应将机械能转化为电能，电信号通过底电极4传输至外部设备。湿敏层吸水和脱水时，会改变悬臂梁的等效质量，进而改变悬臂梁的谐振频率，使得输出的电信号发生变化。通过检测该电信号，即可获得呼吸频率。