[发明专利]一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器

权利要求书

1.一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，所述传感器包括单原子层石墨烯元件，阻尼基底和信号灯；所述阻尼基底上均布有单原子层石墨烯元件构成的点阵石墨烯组件；所述阻尼基底呈中间高两端低的类三角体；所述信号灯设置在单原子层石墨烯元件上。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，所述单原子层石墨烯元件由单原子层石墨烯和支座构成，单原子层石墨烯两端固定在支座上；支座为绝缘材料，倾角为5°～10°，支座固定在阻尼基底上。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，所述阻尼基底呈中间高两端低的类三角体，由阻尼比为0.01～0.2的材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，所述点阵石墨烯组件中，单原子层石墨烯元件之间的间距小于石墨烯宽度，间距越窄则精度越高。

5.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，所述单原子层石墨烯的跨度为1～10微米，呈向上凸拱型，当所受外部激励达到某一临界加速度值时，凸拱向下翻转，形成通路；临界加速度值随跨度增加而减小。

6.根据权利要求5所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其特征在于，信号灯通过电路一端与所述单原子层石墨烯固定在一起，并保持与单原子层石墨烯链接，另一端置于凸拱石墨烯下方的阻尼基底上。

7.根据权利要求2所述一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器的设计方法，其特征在于，所述方法根据单原子层石墨烯通过控制支座轴向位移，使其受压失稳形成凸拱的特性，在阻尼基底上均布有单原子层石墨烯元件形成点阵石墨烯组件；构成石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器，其阻尼基底的上部固定有石墨烯元件排列而成的石墨烯组件和信号灯电路；外部激励荷载通过阻尼基底传播至点阵石墨烯组件，激励产生的能量引起石墨烯向下翻转，由于每个石墨烯元件所接收的能量不同，由石墨烯向下翻转的数量及基底阻尼系数，能根据传递率曲线精确计算外部激励大小。

8.根据权利要求7所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器的设计方法，其特征在于，所述单原子层石墨烯由于不同跨度，则形成的拱高不同；跨度越大，形成的拱高越小，拱高小则能承受的最大加速度值变小；所述传感器通过控制单原子层石墨烯的不同跨度来识别不同加速度值。

9.根据权利要求7所述的一种基于石墨烯双稳态物理转换的加速度传感器的设计方法，其特征在于，所述石墨烯向下翻转的数量，即径向信号灯亮起数量来量化显示外载幅值，实现记录结构全时间维度上受到的最大荷载，即最危险载荷。