[发明专利]一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置及其制备方法

权利要求书

1.一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：弹性气球(8)内壁对立附着有正摩擦材料I(1)与负摩擦材料I(2),正摩擦材料I(1)与负摩擦材料I(2)形成摩擦纳米发电机；弹性气球(8)外壁附着有正摩擦材料II(4)，正摩擦材料II(4)与对立的测试腔(5)内壁附着有负摩擦材料II(3)形成另一个摩擦纳米发电机，弹性气球(8)放置在测试腔(5)中，通过导管(6)与外界相连，两个发电机系统通过导线分别与两台静电计(7)形成电通道检测,导管(6)将呼吸气体导入弹性气球(8)内，弹性气球(8)在呼吸驱动下形成周期性膨胀收缩，在膨胀收缩时导致内外壁上的摩擦材料产生接触-分离电压信号，呼吸气体在弹性气球(8)内部与导管(6)内流动，测试腔(5)内部及弹性气球(8)外壁上设置的发电机不受呼吸湿度影响。

2.根据权利要求1所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：所述正摩擦材料I(1)、负摩擦材料I(2)、负摩擦材料II(3)和正摩擦材料II(4)均附着在柔性电极表面上，电极为在柔性有机薄膜衬底表面蒸镀金属电极。

3.根据权利要求1所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：附着在气球内壁的正摩擦材料I(1)为对湿度敏感的摩擦材料，所述湿度敏感材料采用聚酰亚胺、壳聚糖、纤维素中任意一种，附着在气球外壁的正摩擦材料II(4)为任意具有摩擦正电性的材料。

4.根据权利要求1所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：所述负摩擦材料I(2)、负摩擦材料II(3)为摩擦电序列偏向负电性稳定的材料，采用聚二甲基硅氧烷、铁氟龙、普通发泡泡沫中任意一种。

5.根据权利要求3或4所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：所述正摩擦材料I(1)与正摩擦材料II(4)采用同一种材料，所述负摩擦材料I(2)、负摩擦材料II(3)采用同一种材料。

6.根据权利要求1所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置，其特征在于：所述弹性气球(8)材质为丁腈、乳胶中任意一种。

7.一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1：取一块亚克力基板经乙醇清洗并干燥,然后切割并组装成测试腔；

S2：在柔性基板上制备电极，然后在其表面制备正负摩擦薄膜；

S3：将对应的第一组正负摩擦薄膜对立粘贴在气球内壁；将对应的第二组正负摩擦薄膜对立粘贴在气球的外壁、与测试腔的内壁；

S4：将气球进出气口与导管相连，放入测试腔中，附着摩擦薄膜的导电电极采用导线连接在静电计两端，通过检测两个发电机的输出信号即可判断人体呼吸行为。

8.根据权利要求7所述的一种同时检测呼吸流量与湿度的自驱动装置的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中摩擦薄膜制备工艺为滴涂、旋涂、喷涂、自组装、静电纺丝、刮膜、丝网印刷中的一种或多种组合。