[发明专利]睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及应用

说明书

本发明公开了一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，包括传感器模块，包括：压力传感单元，其图案化敏感层的材料为石墨烯和金属混合材料；夹层，包括本体和第一孔体，本体上固设有压力传感单元；底板，设在夹层的第一表面的一侧，在底板的同一表面设有凸起和第一凹槽，凸起的位置和大小与第一孔体相适配；顶板，设在夹层的第二表面的一侧，顶板设有中心孔及第一凹槽；弹性体，具有相对的第三表面和第四表面，第三表面固定在第一表面上，靠近第四表面的一端插入到第一凹槽中，第一凹槽的形状与大小与未发生弹性形变的弹性体相同；压块，固设在夹层的第二表面上并通过顶板的中心孔伸出。本发明还公开了一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器的应用。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及应用。

背景技术

随着人们对健康、对生活质量要求的不断提高，睡眠监测，如心跳、呼吸、睡姿成为人们追求健康生活的需求。传感器成为实现睡眠监测的选择之一。

目前市场上主流的传感器产品的核心技术主要为：1)光纤传感器，依据物理变化量测定，如温度、压力会改变光的波长。其缺点是：尺寸较大，且需要光信号，需要光源，光源发生器，一旦回路发生损坏，或光源不能传播，测量信号就无法回收，测试不能完成，成本较高；结构复杂，需要两套传感器，温度与压力耦合；计算繁琐，需要同时知道两组传感器的4个参数以及2个监测量。2)压电传感器，依据物理变化量测定，物理变化量引起材料内部电荷分布发生变化。其缺点是：无法测量静态姿势，静态物理量；且干扰较大，容易受静电电荷等影响干扰；输出信号属于非线性，对于后期计算测试非常不利。3)智能手环-光电传感器，利用光的反射，根据血液中透光率的脉动变化，折算成电信号，再运用一定的算法折算成心率。其缺点是：需要光照射、且干扰性大，属于二次信号监测；用光的反射，根据血液中透光率的脉动变化，折算成电信号，再运用一定的算法折算成心率；只能测血液心率，无法满足睡眠姿势运动等测量。4)心电信号测量，类似ECG(心电图)，这种方法是用人体的电位差进行心率检测。其缺点是：需要将人体接入导体，形成电流回路，对人体有损伤，不是一种健康的监测方法，需要侵入人体完成测量。

发明内容

基于此，有必要针对传统传感器不适用于睡眠监测的问题，提供一种新的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及应用。

一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，包括传感器模块，所述传感器模块包括：

压力传感单元，所述压力传感单元依次包括：绝缘层、图案化敏感层、设在所述图案化敏感层上的电极以及保护层，所述保护层覆盖所述图案化敏感层未被所述电极遮挡的部分，所述图案化敏感层的材料为石墨烯和金属混合材料；

夹层，包括本体和第一孔体，所述本体包括相对的第一表面和第二表面，所述第一孔体贯穿所述第一表面和所述第二表面设置，所述本体的所述第一表面和所述第二表面的相对位置上分别固设有压力传感单元；

底板，设在所述夹层的所述第一表面的一侧，在所述底板的同一表面设有凸起和第一凹槽，所述凸起设在所述第一凹槽的外部，所述凸起的位置和大小与所述第一孔体相适配；

顶板，设在所述夹层的所述第二表面的一侧，所述顶板设有中心孔并设有第二凹槽，所述第二凹槽用于容纳所述凸起；

弹性体，具有相对的第三表面和第四表面，所述第三表面固定在所述第一表面上，靠近所述第四表面的一端插入到所述底板的所述第一凹槽中，所述第一凹槽的形状与大小与未发生弹性形变的所述弹性体相同；

压块，固设在所述夹层的所述第二表面上并通过所述顶板的所述中心孔伸出。

在其中一个实施例中，所述第一表面和所述第二表面上分别设有偶数个所述压力传感单元，偶数个的所述压力传感单元呈对称式排布。

在其中一个实施例中，所述第一凹槽的深度沿着所述底板的边缘到所述底板的中心逐渐增加。