The utility model discloses a breath detection sensor based on a piezoelectric cantilever beam, which comprises a support layer and a cantilever. One end of the cantilever beam is a fixed end, fixed on the support layer, and the other end is a free end; the part of the cantilever beam close to the fixed end has a piezoelectric layer, and the part close to the free end has a moisture sensitive layer. The upper and lower sides of the piezoelectric layer are respectively connected with an electrode for signal input and output. In the process of rapid water absorption and dehydration, the equivalent mass of the cantilever beam is changed by the humidity sensitive layer, thus the resonance frequency of the cantilever beam is changed. The utility model proposes a breath detection sensor with frequency as output signal to detect the change of gas humidity in the process of breath, and uses a closed-loop oscillation circuit to track the resonance frequency of the cantilever beam in real time, so as to meet the requirements of the rapidity and accuracy of breath detection.
【技术实现步骤摘要】
基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器
本技术涉及到的是一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器。
技术介绍
现代微机电系统(MEMS)技术提供了基于微纳米尺度设计传感器的思路。MEMS谐振器具有体积小、重量轻、功耗低、测量精度高、稳定性好、易批量生产、直接输出准数字量等优点。此外,MEMS的微加工工艺和CMOS工艺相兼容,可以采用IC工艺大规模批量加工测试系统。悬臂梁谐振器与其他类型的谐振器相比,具有很宽的动态范围和具有很高的分辨率,适合于多种场合的物理量和化学量的测量。氧化石墨烯是一种二维材料,结构性质与石墨烯大体相同,但是在二维基面上连有含氧官能团,包括这羟基、环氧官能团、梭基等。羟基和环氧官能团主要位于石墨烯的基面上,梭基处在石墨烯的边缘处。极大的表面积与体积比以及丰富的含氧官能团赋予氧化石墨烯良好的亲水特性,可以轻易的吸附水分子,并且从高湿环境进入低湿环境时,快速脱落水分子。基于覆盖有氧化石墨烯的压电悬臂梁,本技术提出了一种检测呼吸过程中气体湿度变化的呼吸检测传感器。该传感器的主要工作原理是,氧化石墨烯在快速脱水吸水时引起悬臂梁等效质量变化,进而使MEMS压电悬臂梁的谐振频率发生变化,通过分析频率变化就可以获得人类呼吸状况。
技术实现思路
本技术提出一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器,旨在解决现有呼吸检测传感器体积大、成本高、难以集成等问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器,包括支撑层和悬臂,所述悬臂梁一端为固定端,固定于所述支撑层,另一端为自由端;悬 ...
【技术保护点】
1.一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器,其特征在于,包括支撑层和悬臂,所述悬臂梁一端为固定端,固定于所述支撑层,另一端为自由端;悬臂梁靠近固定端的部分具有压电层,靠近自由端的部分具有湿敏层;所述压电层的上下两侧分别与一电极相连,用于信号输入和输出。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于压电悬臂梁的呼吸检测传感器,其特征在于,包括支撑层和悬臂,所述悬臂梁一端为固定端,固定于所述支撑层,另一端为自由端;悬臂梁靠近固定端的部分具有压电层,靠近自由端的部分具有湿敏层;所述压电层的上下两侧分别与一电极相连,用于信号输入和输出。
2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述湿敏层由氧化石墨烯膜构成。
3.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述的氧化...
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