一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备，利用石墨烯薄膜的多个压力探测区域来获得石墨烯薄膜每个位置的受力情况，采用定位器和标记器获得每个压力探测区域的位置坐标，并且与相应压力探测区域输出的电信号同时输出到转换器，从而实现了对每个压力探测区域的电信号输出的位置标记，也即是每个压力探测区域输出的电信号具有相应的位置坐标，这样，通过转换器的识别建立出石墨烯薄膜上的压力分布数据，再通过显示器将压力分布数据显示出来，便于直观地分析，进一步的，石墨烯压力探测器还可以为柔性薄膜型的，实现了可穿戴和适应各种结构，因此，本实用新型专利技术扩展了石墨烯压力探测器的应用范围，使得基于石墨烯薄膜的压力探测器的使用更加灵活。

A pressure detection device based on graphene film

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备
本技术涉及半导体
，具体涉及一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备。
技术介绍
随着半导体技术的发展和技术节点的不断降低，传统的硅材料已经表现出诸多限制和缺陷，由于石墨烯是目前世界上最薄、强度最高、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石墨烯成为理想的硅的替代品。然而，传统的石墨烯薄膜无论从宏观还是微观均采用平坦表面，包括单原子层石墨烯是微观意上的平坦表面。平坦表面的石墨烯薄膜应用于压力探测方面时，传统方式都是采用整个石墨烯薄膜获得一个压电信号，仅能够对石墨烯薄膜所受到的压力做整体评估，而不能获得石墨烯薄膜各个点的受力情况和受力分布，当石墨烯薄膜表面受力不均匀时，不能够对石墨烯薄膜表面的压力进行精确评估，这严重制约了石墨烯薄膜在压力探测方面的应用。
技术实现思路
为了克服以上问题，本技术旨在提供一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备，从而实现石墨烯薄膜上各个点的受力情况和受力分布。为了达到上述目的，本技术一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备，包括：用于探测压力的石墨烯薄膜、定位器、标记器、转换器、显示器；其中，石墨烯薄膜上具有多个压力探测区域，每个压力探测区域的石墨烯薄膜探测作用于其上的压力并且输出电信号到转换器；定位器，对每个压力探测区域进行定位，并且赋予每个压力探测区域相应的位置坐标；多个标记器，与每个压力探测区域一一对应电连，并且将定位器所赋予的相应压力探测区的位置坐标标记于相应压力探测区域，并随着相应压力探测区域所输出的电信号一起输出到识别器；转换器，将每个压力探测区域所输出的电信号以及相应的位置坐标分别识别出来，将所输出电信号相应的转换为压力数据，并且据此建立作用于石墨烯薄膜上各个位置的压力分布数据；显示器，与转换器相电连，将转换器得到的压力分布数据显示出来。优选地，所述显示器为位于石墨烯薄膜上的薄膜显示屏。优选地，所述薄膜显示屏为柔性薄膜显示屏。优选地，所述定位器和所述转换器均采用柔性材料构形成。优选地，所述石墨烯薄膜具有多个一面具有开口的微空腔结构，微空腔结构是由石墨烯薄膜表面的凸起结构和/或凹陷结构构成；微空腔结构的开口形成于凸起结构的底部和/或凹陷结构的顶部；每个所述微空腔结构为一个压力探测区域。优选地，所述微空腔结构的内壁表面形成有导电金属纳米薄膜，作为微空腔结构的电极，将微空腔结构产生的电信号传输给转换器。优选地，所述微空腔结构呈阵列排布，相邻行的微空腔结构相间设置。优选地，每行中凸起结构和凹陷结构相间设置，且相邻行的凸起结构之间相间设置，相邻行的凹陷结构之间相间设置。优选地，每行中，凸起结构在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓与所述凹陷结构在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓相切。优选地，所述微空腔结构的开口在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓被所述微空腔结构的其它区域在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓中的最大轮廓所包围。优选地，所述微空腔结构的开口在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓包围所述微空腔结构的其它区域在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓。优选地，所述石墨烯薄膜为单层石墨烯薄膜。优选地，在无外界施加作用力于石墨烯薄膜时，所述转换器建立的压力分布数据为石墨烯薄膜的常态压力分布数据，当外界施加作用力于石墨烯薄膜时，所述转换器建立的压力分布数据为石墨烯薄膜的实际压力分布数据，显示器显示了常态压力分布数据后并且存储下来，显示器同时显示实际压力分布数据与常态压力分布数据；所述显示器还具有比较单元，比较单元将每个压力探测区的实际压力分布数据与常态压力分布数据进行比较，当某个压力探测区的实际压力分布数据与常态压力分布数据的差值不在所设定的阈值范围时，比较单元发送信号给显示器，显示器将该某个压力探测区的位置突出显示出来。优选地，所述转换器还具有计算单元，根据各个压力探测区所对应的压力数据，计算出石墨烯薄膜单位面积上所受到的平均压力数据；转换器将该平均压力数据发送给显示器，显示器显示出来。优选地，所述显示器还具有比较单元，当外界施加作用力于石墨烯薄膜时，所述转换器建立的压力分布数据为石墨烯薄膜的实际压力分布数据，显示器同时显示实际压力分布数据与平均压力数据；比较单元将每个压力探测区的实际压力分布数据与平均压力分布数据进行比较，当某个压力探测区的实际压力分布数据与平均压力分布数据超过所设定的阈值范围时，比较单元发送信号给显示器，显示器将该某个压力探测区的位置突出显示出来。优选地，所述显示器将该某个压力探测区的位置突出显示出来具体包括：所述显示器将该某个压力探测区的位置进行高亮显示或者通过危险标记显示。本技术的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，利用石墨烯薄膜的多个压力探测区域来获得石墨烯薄膜每个位置的受力情况，采用定位器和标记器获得每个压力探测区域的位置坐标，并且与相应压力探测区域输出的电信号同时输出到转换器，从而实现了对每个压力探测区域的电信号输出的位置标记，也即是每个压力探测区域输出的电信号具有相应的位置坐标，这样，通过转换器的识别建立出石墨烯薄膜上的压力分布数据，再通过显示器将压力分布数据显示出来，便于直观地分析，进一步的，石墨烯薄膜采用单层石墨烯薄膜、显示器采用柔性薄膜显示屏，其它各个功能部分都采用柔性材料，可以制备出薄膜型的柔性石墨烯压力探测器，实现压力探测器的可穿戴式和适应各种结构，因此，本技术的压力探测器扩展了石墨烯压力探测器的应用范围，使得基于石墨烯薄膜的压力探测器的使用更加灵活。附图说明图1为本技术的一个较佳实施例的压力探测器的方块图图2为本技术的一个较佳实施例的一种压力探测器的立体结构示意图图3为本技术的一个较佳实施例的一种压力探测器的立体结构示意图图4为本技术的一个实施例的石墨烯薄膜的俯视结构示意图图5为本技术的一个实施例的一种微空腔结构的截面结构示意图图6为本技术的一个实施例的另一种微空腔结构的截面结构示意图图7为本技术的一个实施例的又一种微空腔结构的截面结构示意图图8为本技术的一个实施例的一种微空腔结构的截面结构示意图图9为本技术的一个实施例的另一种微空腔结构的截面结构示意图图10为本技术的一个实施例的又一种微空腔结构的截面结构示意图图11为本技术的一个实施例的一种微空腔结构的截面结构示意图图12为本技术的一个实施例的另一种微空腔结构的截面结构示意图图13为本技术的一个实施例的又一种微空腔结构的截面结构示意图图14为本技术的一个实施例的石墨烯薄膜的制备方法的流程示意图图15～26为本技术的一个实施例的石墨烯薄膜的制备方法的各步骤示意图图27为本技术的另一个实施例的石墨烯薄膜的俯视结构示意图图28为本技术的另一个实施例的一种微空腔结构的截面结构示意图图29为本技术的另一个实施例的另一种微空腔结构的截面结构示意图图30为本技术的另一个实施例的又一种微空腔结构的截面结构示意图具体实施方式为使本技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本技术的内容作进一步说明。当然本技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本技术的保护范围内。本技术中，基于石墨烯薄膜的压力探测设备包括：用于探测压力的石墨烯薄膜、定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，包括：用于探测压力的石墨烯薄膜、定位器、标记器、转换器、显示器；其中，石墨烯薄膜上具有多个压力探测区域，每个压力探测区域的石墨烯薄膜探测作用于其上的压力并且输出电信号到转换器；定位器，对每个压力探测区域进行定位，并且赋予每个压力探测区域相应的位置坐标；多个标记器，与每个压力探测区域一一对应电连，并且将定位器所赋予的相应压力探测区的位置坐标标记于相应压力探测区域，并随着相应压力探测区域所输出的电信号一起输出到识别器；转换器，将每个压力探测区域所输出的电信号以及相应的位置坐标分别识别出来，将所输出电信号相应的转换为压力数据，并且据此建立作用于石墨烯薄膜上各个位置的压力分布数据；显示器，与转换器相电连，将转换器得到的压力分布数据显示出来。

【技术特征摘要】
2017.02.17 CN 20171008566311.一种基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，包括：用于探测压力的石墨烯薄膜、定位器、标记器、转换器、显示器；其中，石墨烯薄膜上具有多个压力探测区域，每个压力探测区域的石墨烯薄膜探测作用于其上的压力并且输出电信号到转换器；定位器，对每个压力探测区域进行定位，并且赋予每个压力探测区域相应的位置坐标；多个标记器，与每个压力探测区域一一对应电连，并且将定位器所赋予的相应压力探测区的位置坐标标记于相应压力探测区域，并随着相应压力探测区域所输出的电信号一起输出到识别器；转换器，将每个压力探测区域所输出的电信号以及相应的位置坐标分别识别出来，将所输出电信号相应的转换为压力数据，并且据此建立作用于石墨烯薄膜上各个位置的压力分布数据；显示器，与转换器相电连，将转换器得到的压力分布数据显示出来。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述显示器为位于于石墨烯薄膜上方的薄膜显示屏。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述薄膜显示屏为柔性薄膜显示屏。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述定位器和所述转换器均采用柔性材料构形成。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述石墨烯薄膜具有多个一面具有开口的微空腔结构，微空腔结构是由石墨烯薄膜表面的凸起结构和/或凹陷结构构成；微空腔结构的开口形成于凸起结构的底部和/或凹陷结构的顶部；每个所述微空腔结构为一个压力探测区域。6.根据权利要求5所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述微空腔结构的内壁表面形成有导电金属纳米薄膜，作为微空腔结构的电极，将微空腔结构产生的电信号传输给转换器。7.根据权利要求5所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，所述微空腔结构呈阵列排布，相邻行的微空腔结构相间设置。8.根据权利要求7所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，每行中凸起结构和凹陷结构相间设置，且相邻行的凸起结构之间相间设置，相邻行的凹陷结构之间相间设置。9.根据权利要求7所述的基于石墨烯薄膜的压力探测设备，其特征在于，每行中，凸起结构在所述石墨烯薄膜所在平面的投影轮廓与所述凹陷结构在所述石墨烯薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪际军，
申请(专利权)人：全普光电科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31