基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统的制作方法
【专利摘要】基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统。呼吸传感器是呼吸监测系统中至关重要的部分。传统的呼吸传感器存在体积大、成本高、灵敏性差等缺点。本实用新型的组成包括:传感器芯片（1），所述的传感器芯片具有一组叉指状的微电极，所述的微电极之间的间距是5-10微米，所述的微电极表面覆盖有一层多壁碳纳米管薄膜，所述的传感器芯片分别与信号发生器（2）、I/V转换放大器（3）连接，所述的I/V转换放大器与A/D转换器（4）连接，所述的A/D转换器与数字解调器（5）连接，所述的数字解调器分别与LCD显示器（6）、SD卡（7）、呼吸异常报警电路（8）连接。本实用新型用于呼吸监测。
【专利说明】基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统。
[0003]【背景技术】:
[0004]呼吸是人类的基本生命现象，通过对呼吸所具有的物理特征和化学特征的检测分析，可以获得有关人类生理、病理、心理状况的重要信息。随着家庭护理概念的日益普及，使得小型化、低成本、便携式的医疗诊断设备逐步走进家庭。呼吸传感器是呼吸监测系统中至关重要的部分。传统的呼吸传感器存在体积大、成本高、灵敏性差等缺点。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的是提供一种基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]一种基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，其组成包括:传感器芯片，所述的传感器芯片具有一组叉指状的微电极，所述的微电极之间的间距是5-10微米，所述的微电极表面覆盖有一层多壁碳纳米管薄膜，所述的传感器芯片分别与信号发生器、I/V转换放大器连接，所述的I/V转换放大器与A/D转换器连接，所述的A/D转换器与数字解调器连接，所述的数字解调器分别与IXD显示器、SD卡、呼吸异常报警电路连接。
[0009]所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，所述的微电极包括铬/铜种子层，所述的铬/铜种子层与电镀镍连接，在所述的铬/铜种子层、所述的电镀镍外覆盖有所述的多壁碳纳米管薄膜层。
[0010]所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，所述的A/D转换器采用串行芯片ADS7816，所述的信号发生器采用基于运算放大器的文氏电桥振荡器，所述的数字解调器采用FPGA芯片。
[0011]有益效果:
[0012]1.本实用新型的信号发生器利用电阻和稳压管构成负反馈网络，保证电桥振荡信号幅值的稳定性，为呼吸传感器芯片提供稳定幅值和频率的电压源。Ι/v转换放大器基于运算放大器，传感器对呼吸的电流响应信号经电流/电压转换，然后通过差分放大，最终输出幅值0-2.5V的交流电压信号。IXD显示器采用波形的方式来显示呼吸信号，同时利用SD卡数据存储模块记录波形信号，按照固定的时间间隔进行存储，以便对检测对象呼吸参数进行后续分析。报警电路作为一个附加功能模块，当被检测对象出现呼吸异常时进行报警，该电路由一个蜂鸣器和三极管构成。
[0013]2.本实用新型工作时，将安装有呼吸传感器芯片的装置置于口鼻5-lOcm处或者直接贴于口鼻之间的皮肤上。碳纳米管薄膜极大地增强了传感器对呼吸气体的敏感性，本实用新型表现出了高灵敏度以及对温度漂移和空气气流的高抗干扰性，从而具有快速响应、高灵敏性、高抗干扰性和与人体完全非接触式等优点。本实用新型用于太空服、防窒息、呼吸调整、婴儿监护等方面。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
[0015]附图1是本实用新型的结构示意图。[0016]【具体实施方式】:
[0017]实施例1:
[0018]一种基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，其组成包括:传感器芯片1，所述的传感器芯片具有一组叉指状的微电极，所述的微电极之间的间距是5-10微米，所述的微电极表面覆盖有一层多壁碳纳米管薄膜，所述的传感器芯片分别与信号发生器2、I/V转换放大器3连接，所述的I/V转换放大器与A/D转换器4连接，所述的A/D转换器与数字解调器5连接，所述的数字解调器分别与IXD显示器6、SD卡7、呼吸异常报警电路8连接。
[0019]实施例2:
[0020]根据实施例1所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，所述的微电极包括铬/铜种子层，所述的铬/铜种子层与电镀镍连接，在所述的铬/铜种子层、所述的电镀镍外覆盖有所述的多壁碳纳米管薄膜层。
[0021]实施例3:
[0022]根据实施例1所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，所述的A/D转换器采用串行芯片ADS7816，所述的信号发生器采用基于运算放大器的文氏电桥振荡器，所述的数字解调器采用FPGA芯片。
【权利要求】
1.一种基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，其组成包括:传感器芯片，其特征是:所述的传感器芯片具有一组叉指状的微电极，所述的微电极之间的间距是5-10微米，所述的微电极表面覆盖有一层多壁碳纳米管薄膜，所述的传感器芯片分别与信号发生器、Ι/v转换放大器连接，所述的I/V转换放大器与A/D转换器连接，所述的A/D转换器与数字解调器连接，所述的数字解调器分别与IXD显示器、SD卡、呼吸异常报警电路连接。
2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，其特征是:所述的微电极包括铬/铜种子层，所述的铬/铜种子层与电镀镍连接，在所述的铬/铜种子层、所述的电镀镍外覆盖有所述的多壁碳纳米管薄膜层。
3.根据权利要求1或2所述的基于碳纳米管呼吸传感器的呼吸监测系统，其特征是:所述的A/D转换器采用串行芯片ADS7816，所述的信号发生器采用基于运算放大器的文氏电桥振荡器，所述的数字解调器采用FPGA芯片。
【文档编号】A61B5/08GK203724091SQ201420092922
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】于广滨, 戴冰, 陈巨辉, 宋金会 申请人:哈尔滨理工大学