睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及具有其的床垫、褥子或床板制造技术

本实用新型专利技术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；夹层，包括本体和第一孔体，本体上设有压力传感单元；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，设在夹层的第二表面上并通过顶板的中心孔伸出。本实用新型专利技术还公开了含有该传感器的床垫、褥子或床板。板。板。

【技术实现步骤摘要】
睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及具有其的床垫、褥子或床板


[0001]本技术涉及传感器
，特别是涉及一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器及具有其的产品。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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
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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。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]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：
[0006]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，所述图案化敏感层为石墨烯和金属混合层；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一凹槽整体呈拱形。
[0015]在其中一个实施例中，所述压块呈球缺形。
[0016]在其中一个实施例中，所述夹层上以中心对称方式布置有四个所述第一孔体，所述底板上设有四个与所述第一孔体对应的所述凸起，横向与纵向相邻两个第一孔体之间分别形成第一横向细臂和第一纵向细臂，横向与纵向相邻两个凸起之间分别形成第二横向细臂和第二纵向细臂。
[0017]在其中一个实施例中，所述第一凹槽设在所述第二横向细臂和第二纵向细臂上，所述第一凹槽为十字形第一凹槽，所述弹性体为十字形弹性体。
[0018]在其中一个实施例中，所述夹层的第一表面和所述第二表面上分别设有两个所述压力传感单元，两个所述压力传感单元对称设在所述第一纵向细臂的两端。
[0019]在其中一个实施例中，所述第一表面和所述第二表面的共四个所述压力传感单元连接为惠斯通电桥。
[0020]在其中一个实施例中，所述夹层的材料选用聚酰亚胺类、聚酯类中的至少一种；和/或，所述底板的材料选用聚酰亚胺类、聚酯类中的至少一种；和/或，所述顶板的材料选用聚酰亚胺类、聚酯类中的至少一种；和/或，所述压块的材料选用聚酰亚胺类、聚酯类中的至少一种；和/或，所述弹性体的材料选自橡胶，优选为硅橡胶。
[0021]在其中一个实施例中，还包括信号处理模块，所述信号处理模块与所述压力传感单元电连接，所述信号处理模块用于将所述压力传感单元的压力信号转换为电信号。
[0022]在其中一个实施例中，所述传感器模块有多个，多个所述传感器模块呈阵列式排布并分别与所述信号处理模块电连接。
[0023]一种所述的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器在监测心跳、呼吸或睡姿上的应用。
[0024]含有所述的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器的床垫、褥子或床板。
[0025]本技术通过压力传感单元的电阻栅形变来监测信号，是一种直接监测方法，能够提高监测准确性与灵敏度，避免了由于电磁干扰、二次信号变换引起的误差，提高信号变化的精密性。由于该测量方法只需测量得到由于电阻栅形变引起的电压输出信号值，通过对信号振幅与周期的判断来完成监测，并不需要具体的数值大小，故测量形式简单，测量参数较少。该方法简单、易于实现，成本较低，不需要精密的仪器与分析方法。该睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器能够同时完成心跳、呼吸速率、睡眠姿势以及睡眠运动方向测量。
附图说明
[0026]图1为本技术一实施例的传感模块的结构示意图；
[0027]图2为本技术一实施例的结合有弹性体与压块的复合阶层结构示意图；
[0028]图3为本技术一实施例的安装有压力传感单元的夹层的结构示意图；
[0029]图4为本技术一实施例的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器的结构示意图；
[0030]图5为本技术一实施例的夹层的结构示意图；
[0031]图6为本技术一实施例的底板的结构示意图；
[0032]图7为本技术一实施例的弹性体的结构示意图；
[0033]图8为本技术一实施例的顶板的结构示意图。
具体实施方式
[0034]为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0035]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，其特征在于，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；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。2.根据权利要求1所述的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，其特征在于，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；所述第一凹槽整体呈拱形。4.根据权利要求1所述的睡眠监测用石墨烯金属薄膜传感器，其特征在于，所述压块呈球缺形。5.根据权利要求1～4任一项所述的睡眠监测用石墨烯金属薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学瑞，李炯利，王旭东，于公奇，罗圭纳，王刚，
申请(专利权)人：北京石墨烯技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：