一种基于肺泡仿生学结构的柔性自驱动气体传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN108241017B

    公开(公告)日:2020-11-27

    申请号:CN201810087306.3

    申请日:2018-01-30

    IPC分类号: G01N27/60

    摘要: 一种基于肺泡仿生学结构的柔性气体自驱动传感器,属于气体传感器技术领域。本发明包括自上而下依次层叠设置的绝缘基底,两面分别沉积电极层和气敏薄膜层的第一摩擦起电层和采用弹性材料的第二摩擦起电层,第一、第二摩擦起电层在四周边缘处固定,绝缘基底、电极层、第一摩擦起电层和气敏薄膜层的中央形成气体通道,在气流作用下,第一、二摩擦起电层未固定部分形成接触‑分离循环以产生感应电荷,从而向外输出带有气体浓度特征的电学信号。与传统气体传感器相比,本发明不需要外部供电系统即可自发检测气体浓度,并且传感器的输出性能稳定,结构轻便易携,易于安装放置,制作简单,加工成本低,有利于实现自供能呼吸传感器的大规模生产。

    自供能呼吸气传感器阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN109567808A

    公开(公告)日:2019-04-05

    申请号:CN201811439696.2

    申请日:2018-11-29

    IPC分类号: A61B5/09 G01N27/407

    摘要: 本发明提供一种自供能呼吸气传感器阵列及其制备方法,传感器阵列包括转轴、聚合物转子、聚合物定子、金属接收极、气敏薄膜、进气口、出气口、引线、气体动能收集腔、气体测试腔,本发明利用具有实时性、无间断性的人体呼吸作为气体诊断的能量来源,通过自供能技术将人体呼吸气流的动能转化成电能,从而对后端气敏元件持续供电,可实现24小时全天候独立自主的呼吸器实时自供能监测与保障,无需外接电源和电池,非常适合在偏远地区或欠发达地区的人体生理监护和大规模的疾病筛查,完全基于聚合物材料的能量收集—传输机制与方法,简化了器件结构与集成工艺,进一步提升了能源模块与传感器阵列的兼容性。

    基于位移电流的自供能汽车尾气传感器阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN109540997A

    公开(公告)日:2019-03-29

    申请号:CN201811439709.6

    申请日:2018-11-29

    IPC分类号: G01N27/407 H02N1/04

    摘要: 本发明提供一种基于位移电流的自供能汽车尾气传感器阵列及其制备方法,传感器阵列包括转轴、聚合物转子、聚合物定子、金属接收极、气敏薄膜、进气口、出气口、引线及气体测试腔,本发明的优势在于:汽车轮轴收集到的机械能可无线隔空地发送到尾气排气管处的气敏单元以自发主动地检测汽车尾气,提升了传感器的配置灵活性和个体移动性,本发明提出探测结构完全基于聚合物材料的能量收集—传输机制与方法,无需任何金属电极和线路连接,从而简化了器件结构与集成工艺,进一步提升了能源模块与传感器阵列的兼容性,本发明提出的一种基于位移电流的自供能汽车尾气传感器阵列制备过程简单、结构新颖、成本低廉、实用性高、充分利用了自然界的能量。

    一种集成氧气浓度和紫外线强度检测功能的传感器及其检测方法

    公开(公告)号:CN108645449A

    公开(公告)日:2018-10-12

    申请号:CN201810605030.3

    申请日:2018-06-13

    IPC分类号: G01D21/02 G01N27/12 G01J1/42

    摘要: 一种集成氧气浓度和紫外线强度检测功能的传感器及其检测方法,属于传感器技术领域。本发明将两个相同的敏感元件分别置于一个密闭腔室作为紫外线强度检测单元,以及一个与外界相通的腔室作为氧气浓度检测单元,以紫外线强度检测单元作为氧气浓度检测单元的参考端,通过控制检测单元接入外端电路,使得传感器能够同步、快速、实时监测外界环境的紫外线强度和氧气浓度。本发明传感器采用紫外激发替换热激发,实现器件工作在室温条件,避免了热激发带来的不利因素。相比传统氧气传感器,本发明有助于传感器对太阳能的有效利用,并且所用敏感材料具有优异的光电和气敏性能,其制备方法简单廉价、可大规模使用,具备环境友好性,有利于传感器产业化生产。

    无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN109540999A

    公开(公告)日:2019-03-29

    申请号:CN201811439903.4

    申请日:2018-11-29

    IPC分类号: G01N27/407 H02N1/04

    摘要: 本发明提供一种无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法,传感器阵列包括转轴、聚合物转子、金属接收极、气敏薄膜、引线及底座,本发明实现了仅靠外界机械运动就能同时驱动的环境能量收集—无线能量传输—自发主动检测一体化探测系统,且不需要外部供电就能独立工作,通过聚合物转子收集外界机械能并以时变电位移场的形式将能量无线发射给后端收集端,并在能量转换界面将特异性气敏反应调制在输出电信号中,已达到对大气环境无线无源自供能实时监测的要求,为大气环境监测网络和系统的发展奠定坚实的理论与技术基础。

    无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN109540999B

    公开(公告)日:2021-08-24

    申请号:CN201811439903.4

    申请日:2018-11-29

    IPC分类号: G01N27/407 H02N1/04

    摘要: 本发明提供一种无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法,传感器阵列包括转轴、聚合物转子、金属接收极、气敏薄膜、引线及底座,本发明实现了仅靠外界机械运动就能同时驱动的环境能量收集—无线能量传输—自发主动检测一体化探测系统,且不需要外部供电就能独立工作,通过聚合物转子收集外界机械能并以时变电位移场的形式将能量无线发射给后端收集端,并在能量转换界面将特异性气敏反应调制在输出电信号中,已达到对大气环境无线无源自供能实时监测的要求,为大气环境监测网络和系统的发展奠定坚实的理论与技术基础。

    基于无线电力传输的气体传感器阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN109540998B

    公开(公告)日:2020-12-29

    申请号:CN201811439738.2

    申请日:2018-11-29

    IPC分类号: G01N27/407 H02N1/04

    摘要: 本发明提供一种基于无线电力传输的气体传感器阵列及其制备方法,传感器阵列包括转轴、聚合物转子、聚合物定子、接收极、气敏薄膜、进气口、出气口、引线及气体测试腔,本发明的优势在于:供能部分收集到的外界机械能可无线隔空地发送到气敏检测界面以驱动气敏检测,提升了传感器的配置灵活性和个体移动性,此外,本发明提出探测结构完全基于聚合物材料的能量收集—传输机制与方法,无需任何金属电极和线路连接,从而简化了器件结构与集成工艺,进一步提升了能源模块与传感器阵列的兼容性,本发明提出的一种基于无线电力传输的气体传感器阵列制备过程简单、结构新颖、成本低廉、实用性高、充分利用了自然界的能量。

    一种集成氧气浓度和紫外线强度检测功能的传感器及其检测方法

    公开(公告)号:CN108645449B

    公开(公告)日:2020-05-01

    申请号:CN201810605030.3

    申请日:2018-06-13

    IPC分类号: G01D21/02 G01N27/12 G01J1/42

    摘要: 一种集成氧气浓度和紫外线强度检测功能的传感器及其检测方法,属于传感器技术领域。本发明将两个相同的敏感元件分别置于一个密闭腔室作为紫外线强度检测单元,以及一个与外界相通的腔室作为氧气浓度检测单元,以紫外线强度检测单元作为氧气浓度检测单元的参考端,通过控制检测单元接入外端电路,使得传感器能够同步、快速、实时监测外界环境的紫外线强度和氧气浓度。本发明传感器采用紫外激发替换热激发,实现器件工作在室温条件,避免了热激发带来的不利因素。相比传统氧气传感器,本发明有助于传感器对太阳能的有效利用,并且所用敏感材料具有优异的光电和气敏性能,其制备方法简单廉价、可大规模使用,具备环境友好性,有利于传感器产业化生产。

    基于非对称静电屏蔽效应的自供能气体传感器及制备方法

    公开(公告)号:CN107238652B

    公开(公告)日:2019-12-27

    申请号:CN201710492215.3

    申请日:2017-06-26

    IPC分类号: G01N27/60

    摘要: 本发明提供了一种基于非对称静电屏蔽效应的自供能气体传感器,属于传感器技术领域。本发明包括设于测试腔内部的多叶扇形结构的摩擦转子和双电级结构金属圆盘,摩擦转子靠近进气口设置在气流作用下转动与金属圆盘上电极形成接触‑分离循环,并且基于气敏薄膜吸附待测气体在双电级上产生非对称静电屏蔽效应,进而根据器件输出电压测得待测气体浓度。本发明相比现有气体传感器,无需外部供电系统,实现自发、实时监测待测气体的浓度,并且输出性能稳定,降低了由于器件本身输出不稳定造成的测量误差,另外,本发明气体传感器结构新颖、成本低廉且制备工艺简单,有利于实现商业化,为自供能气体传感器的研究提供了新的发展方向。

    一种基于仿生鼻腔结构的自供能呼吸传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN108872318A

    公开(公告)日:2018-11-23

    申请号:CN201810866613.1

    申请日:2018-08-01

    IPC分类号: G01N27/02 H02N1/04

    CPC分类号: G01N27/02 H02N1/04

    摘要: 一种基于仿生鼻腔结构的自供能呼吸传感器及其制备方法,属于传感器技术领域。本发明在绝缘筒内壁表面覆盖电极层,在电极层上设置如同鼻毛一般沿绝缘筒内壁面内法线方向设置的摩擦起电单元,整齐排列形成发电阵列,其中摩擦起电单元包括柔性摩擦层、导电层和敏感薄膜层,在呼吸气流驱动下,相邻摩擦起电单元形成接触‑分离循环,从而产生感应电荷,并经电极层向外部检测电路输出电信号。本发明相比传统传感器,在保证器件微型化的同时,通过增加摩擦接触面积显著增强了输出的电信号,有利于提高检测精度,且器件结构设计新颖简单、成本低廉、轻便易携,并且材料简单易得、加工方便,本发明传感器无需在特殊环境,兼容性强,应用场合不受限制。