[发明专利]一种柔性全碳基湿度传感器的呼吸监测装置

权利要求书

1.一种柔性全碳基湿度传感器，其特征在于，所述湿度传感器包括柔性衬底、氧化石墨烯湿度敏感层、石墨烯柔性电极和信号引出部；

所述石墨烯柔性电极设置在所述柔性衬底的上表面；所述氧化石墨烯湿度敏感层的中间部分覆盖在所述石墨烯柔性电极上，所述氧化石墨烯湿度敏感层的边缘部分覆盖在所述柔性衬底上；

所述信号引出部设置在所述柔性衬底的下表面，所述信号引出部穿过所述柔性衬底与所述石墨烯柔性电极连接。

2.根据权利要求1所述的柔性全碳基的湿度传感器，其特征在于，所述信号引出部的材料为柔性金属。

3.一种柔性全碳基湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

在柔性衬底上的预设位置开设通孔；

在所述柔性衬底的上表面的第一预设区域制备石墨烯柔性电极；所述预设位置位于所述第一预设区域内；

在所述柔性衬底的上表面的第二预设区域制备氧化石墨烯湿度敏感层；所述第一预设区域小于所述第二预设区域，并包含在所述第二预设区域内；

在所述通孔内及所述柔性衬底的下表面的第三预设区域制备信号引出部，获得湿度传感器；所述第三预设区域为以所述通孔为中心的预设范围内的区域。

4.根据权利要求3所述的一种柔性全碳基湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述柔性衬底的上表面的第二预设区域制备氧化石墨烯湿度敏感层，之前还包括，

将氧化石墨烯加入去离子水中，并通过磁力搅拌机搅拌，获得氧化石墨烯悬浮液；

将所述氧化石墨烯悬浮液通过超声波清洗仪进行超声分散，获得氧化石墨烯分散液；

将所述氧化石墨烯分散液与无水乙醇混合，获得用于制备氧化石墨烯湿度敏感层的氧化石墨烯/无水乙醇混合液。

5.根据权利要求4所述的一种柔性全碳基湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述超声分散的时间为1-3h；所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-2mg/ml。

6.根据权利要求3所述的一种柔性全碳基湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述柔性衬底的上表面的第二预设区域制备氧化石墨烯湿度敏感层，具体包括：

将氧化石墨烯/无水乙醇混合液滴涂至所述第二预设区域，并在预设温度下干燥成膜，获得中间部分覆盖在所述石墨烯柔性电极上，边缘部分覆盖在所述柔性衬底上的氧化石墨烯湿度敏感层；

静置30min-2h。

7.一种呼吸监测装置，其特征在于，所述呼吸监测装置包括权利要求1-2任一项所述的湿度传感器，所述呼吸监测装置还包括信号处理模块和终端应用模块；

所述湿度传感器与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述终端应用模块连接；

所述湿度传感器覆盖的待监测者的口鼻上；

所述信号处理模块用于将湿度传感器在待监者测正常呼吸条件下的电阻信息转换为电压信号，并将所述电压信号发送给所述终端应用模块；

所述终端应用模块用于根据实时获取的所述电压信号生成电压波形，并结合电压与湿度的对应关系，生成湿度波形。

8.根据权利要求7所述的呼吸监测装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括分压电阻、滤波子模块和模/数转换子模块；

所述分压电阻的一端连接电压源，所述分压电阻的另一端与所述湿度传感器的一端连接，所述湿度传感器的另一端接地；

所述湿度传感器的两端还与所述滤波子模块的输入端连接，所述滤波子模块的输出端与所述模/数转换子模块的输入端连接；

所述模/数转换子模块的输出端与所述终端应用模块连接。

9.根据权利要求8所述的呼吸监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括无线通信模块，所述模/数转换子模块的输出端通过所述无线通信模块与所述终端应用模块连接。

10.根据权利要求7所述的呼吸监测装置，其特征在于，电压与湿度的对应关系采用如下方式获得：

在不同实验环境下分别获取所述湿度传感器的电阻值，及采用标准湿度传感器检测的湿度值；

根据不同实验环境下的所述电阻值和所述湿度值，建立确定电压与湿度的对应关系。