【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及呼吸监测传感器，尤其涉及一种湿敏器件及其制备方法和应用、微波呼吸监测传感器。
技术介绍
1、呼吸监测是指对个体呼吸状态的监测和分析，在临床应用中具有重要意义，可以帮助医生诊断和治疗呼吸系统疾病，提高患者的生活质量和健康状况。目前呼吸监测的方法主要有人工观测法、电子监测法、影像学监测法、核素监测法、传统传感器监测法等。这些方法各自存在着不同的缺点，如操作难度大、使用价格高、维护成本高、耗时大、便携性低、放射风险高等缺点。近年来，微波技术发展迅速，微带线、共面波导等平面结构广泛用于集成化微波电路设计。平面结构的微波谐振式传感器同时具备制造工艺简单、成本低、稳定性高等优点，可实现非接触式、实时、高精度检测，在医疗卫生领域具有巨大的应用前景，如可以利用微波谐振式传感器进行乳腺肿瘤检测、脚部溃疡检测或血清葡萄糖含量检测，但目前尚没有利用微波谐振式传感器进行呼吸监测的报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种湿敏器件及其制备方法和应用、微波呼吸监测传感器，本专利技术利用微波谐振器件作为基础元件，同时利用纳米氧化铝和壳聚糖形成的复合薄膜作为湿敏薄膜，在此基础上构建微波呼吸监测传感器，可实现精准、快速、实时易操作的便携式呼吸监测。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种湿敏器件，包括微波谐振器件与设置在所述微波谐振器件上的湿敏薄膜，所述湿敏薄膜的制备原料包括纳米氧化铝和壳聚糖。
4、优选地，
5、优选地，所述金属条带电极为叉指式电极。
6、优选地，所述湿敏薄膜中纳米氧化铝和壳聚糖的质量比为5～45：1～2。
7、优选地，所述纳米氧化铝为α相亲水型纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为30～50nm；所述壳聚糖的脱乙酰度>90％。
8、本专利技术提供了上述技术方案所述湿敏器件的制备方法，包括以下步骤：
9、将壳聚糖与酸性溶液混合，得到壳聚糖水凝胶；
10、将所述壳聚糖水凝胶与纳米氧化铝混合，得到混合水凝胶；
11、将所述混合水凝胶涂覆在所述微波谐振器件上成膜，在所述微波谐振器件上形成湿敏薄膜，得到所述湿敏器件。
12、优选地，所述酸性溶液为有机酸的水溶液，所述酸性溶液的ph值＜6；所述壳聚糖与酸性溶液的用量比为10～20mg：0.5～2ml。
13、优选地，所述混合水凝胶的涂覆量为0.2～2μl/mm2。
14、本专利技术提供了上述技术方案所述湿敏器件或上述技术方案所述制备方法制备得到的湿敏器件在制备微波呼吸监测传感器中的应用。
15、本专利技术提供了一种微波呼吸监测传感器，包括湿敏器件以及经射频线与所述湿敏器件连接的矢量网络分析仪，所述湿敏器件为上述技术方案所述湿敏器件或上述技术方案所述制备方法制备得到的湿敏器件。
16、本专利技术提供了一种湿敏器件，包括微波谐振器件与设置在所述微波谐振器件上的湿敏薄膜，所述湿敏薄膜的制备原料包括纳米氧化铝和壳聚糖。本专利技术利用微波谐振器件作为基础元件，同时利用纳米氧化铝和壳聚糖形成的复合薄膜作为湿敏薄膜，其中纳米氧化铝具有出色的吸水性、大比表面积、抗腐蚀、高反应活性、良好绝缘性以及在低温下易于成型的特性；壳聚糖由于其相对分子量较小拥有极强的成膜性，且分子链中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强；本专利技术结合微波谐振器件、纳米氧化铝和壳聚糖的优势构建湿敏器件，并在此基础上构建微波呼吸监测传感器，可实现精准、快速、实时易操作的便携式呼吸监测。
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1.一种湿敏器件，其特征在于，包括微波谐振器件与设置在所述微波谐振器件上的湿敏薄膜，所述湿敏薄膜的制备原料包括纳米氧化铝和壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的湿敏器件，其特征在于，所述微波谐振器件为平面微波谐振器件；所述平面微波谐振器件包括电介质基板以及设置在所述电介质基板表面的金属条带电极，所述湿敏薄膜设置于所述金属条带电极的表面。
3.根据权利要求2所述的湿敏器件，其特征在于，所述金属条带电极为叉指式电极。
4.根据权利要求1所述的湿敏器件，其特征在于，所述湿敏薄膜中纳米氧化铝和壳聚糖的质量比为5～45：1～2。
5.根据权利要求1或4所述的湿敏器件，其特征在于，所述纳米氧化铝为α相亲水型纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为30～50nm；所述壳聚糖的脱乙酰度>90％。
6.权利要求1～5任一项所述湿敏器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为有机酸的水溶液，所述酸性溶液的pH值＜6；所述壳聚糖与酸性溶液的用量比为10～20mg：0.5～
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述混合水凝胶的涂覆量为0.2～2μL/mm2。
9.权利要求1～5任一项所述湿敏器件或权利要求6～8任一项所述制备方法制备得到的湿敏器件在制备微波呼吸监测传感器中的应用。
10.一种微波呼吸监测传感器，其特征在于，包括湿敏器件以及经射频线与所述湿敏器件连接的矢量网络分析仪，所述湿敏器件为权利要求1～5任一项所述湿敏器件或权利要求6～8任一项所述制备方法制备得到的湿敏器件。
...【技术特征摘要】
1.一种湿敏器件，其特征在于，包括微波谐振器件与设置在所述微波谐振器件上的湿敏薄膜，所述湿敏薄膜的制备原料包括纳米氧化铝和壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的湿敏器件，其特征在于，所述微波谐振器件为平面微波谐振器件；所述平面微波谐振器件包括电介质基板以及设置在所述电介质基板表面的金属条带电极，所述湿敏薄膜设置于所述金属条带电极的表面。
3.根据权利要求2所述的湿敏器件，其特征在于，所述金属条带电极为叉指式电极。
4.根据权利要求1所述的湿敏器件，其特征在于，所述湿敏薄膜中纳米氧化铝和壳聚糖的质量比为5～45：1～2。
5.根据权利要求1或4所述的湿敏器件，其特征在于，所述纳米氧化铝为α相亲水型纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为30～50nm；所述壳聚糖的脱乙酰度>90％...
【专利技术属性】
技术研发人员：李翠平，罗文森，王荔田，钱莉荣，李丹，熊阳，苗琳，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：
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