The invention overcomes the defects of the traditional heart rate sensor, especially the graphene sensing system, and provides a wearable environmental security early warning system with large range and high sensitivity. The system includes a wearable graphene sensing system and a determination unit for determining the environmental safety based on the heart rate obtained by the sensing system. The sensing system has the advantages of high flexibility, simple manufacturing process, large production scale and low cost. The graphene heart rate sensor presented in this paper has excellent sensitivity and wide range of work, and has good linearity in both low pressure and high pressure range.
【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴环境安全预警系统
本专利技术属于传感器领域,具体涉及一种可穿戴环境安全预警系统。
技术介绍
柔性力学器件近些年来受到了学术界和产业界的广泛关注。相比传统硬质基底器件,柔性力学器件在不牺牲性能的基础上,大大提升了器件的可变形性,从而使其能够适应更为复杂的应用场景,尤其适合可穿戴应用。石墨烯,是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。石墨烯虽然很薄,但却是非常强韧的材料,同时,它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。石墨烯材料自2004年被发现以来,得益于其独特的电学、力学等特性,被广泛应用于柔性力学器件中,石墨烯力学器件具有很高的灵敏度。然而,现有石墨烯力学传感器存在制备工艺复杂、重复性与一致性较差、良品率低等缺点与问题。传统的压力传感器不能同时实现高灵敏度和大的工作范围,导致其在的应用有限。迫切需要开发新型的压力传感器,在灵敏度和工作范围两方面同时取得突破。目前已有多种采用石墨烯的压力传感器,2012年,A.D.Smith等人完整提出了悬浮石墨烯压力传感器的结构,而该压力传感器中,由于二氧化硅与碳化硅基底的性质远不如石墨烯的内在性质,这对传感器的结构与功能会产生局限性。且受薄膜厚度影响,其通常为单层石墨烯厚度的几千倍,传感器灵敏度也受影响,低压领域不适用。O.K.Kwon等人提出了改进型悬浮石墨烯压力传感器,这种压力传感器增加了一个带有圆柱形支腿的顶板,通过支腿传递作用在石墨烯薄膜上的压力将迅速变大。这种改进型的压力传感器可用于低压检测环境,灵敏度极高,且低压范围线性度很好, ...
【技术保护点】
1.一种可穿戴环境安全预警系统,其特征在于,该系统包括第一可穿戴式石墨烯传感系统、第二可穿戴式石墨烯传感系统,以及基于该第一传感系统得到的心率数据和第二可穿戴式石墨烯传感系统得到的环境压力数据确定环境安全的确定单元。
【技术特征摘要】
1.一种可穿戴环境安全预警系统,其特征在于,该系统包括第一可穿戴式石墨烯传感系统、第二可穿戴式石墨烯传感系统,以及基于该第一传感系统得到的心率数据和第二可穿戴式石墨烯传感系统得到的环境压力数据确定环境安全的确定单元。2.根据权利要求1所述的可穿戴环境安全预警系统,其特征在于所述第一和第二可穿戴式石墨烯传感系统包括多层结构,由上至下依次是基板层、压敏材料层、基底层。3.如权利要求2所述的可穿戴环境安全预警系统,其中在所述基板层和压敏材料层中还设置有第一压感电极层,在所述压敏材料层和基底层中还设置有第二压感电极层。4.如权利要求3所述的可穿戴环境安全预警系统,其中所述压敏材料层由石墨烯制成。5.如权利要求4所述的可穿戴环境安全预警系统,其中所述压感电极层为金属氧化物导电层。6.如权利要求5所述的可穿戴环境安全预警系统,其中所述基板层和基底层为弹性孔状织物层。7.如权利要求6所述的可穿戴环境安全预警系统,其中所述压敏材料层的具体形成步骤为:将烧杯至于冷水中,加入23ml浓硫酸,控制温度为0℃;搅拌下加入1g石墨粉和0.5g硝酸钠的固体混合物;再分次加入3g高锰酸钾,控制反应温度不超过20℃;高锰酸钾加完后移去水浴,然后加热到35℃左右,继续搅拌30min,再缓慢加入去离子水,高温加热到90度,反应15min,温水稀释到140ml,并加入适量30%双氧水使溶液变为亮黄色,称取上述制品0.05g加入到100mLpH=11的NaOH溶液中;在150W下超声90min制备分散液,在高转速下除去未...
【专利技术属性】
技术研发人员:周琳,陈林瑞,
申请(专利权)人:四川东鼎里智信息技术有限责任公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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