[发明专利]一种石墨烯传感器量程保护系统

说明书

本发明提供了一种石墨烯传感器量程保护系统，包括：石墨烯敏感层、柔性基底层以及保护罩，石墨烯敏感层位于柔性基底层上，所述保护罩与柔性基底层封装成一体结构，从而形成形变区；所述形变区的高度能够容纳所述石墨烯敏感层的弯曲最大形变。通过设置合理高度的形变区，既保证了石墨烯敏感元件，又保证敏感元件发挥最大量程，并提高了传感器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及石墨烯传感器领域，更具体地说，涉及一种石墨烯传感器量程保护系统。

背景技术

当前，柔性石墨烯传感器具有高精度、高灵敏度而广泛用于穿戴设备。这其中，作为二维结构材料的代表材料—石墨烯，其具有良好的机械和电子特性，被当作敏感元件用于测量多种物理参量，制作成各类传感器。例如：光传感器，电磁传感器，力传感器，形变传感器，质量传感器，化学以及电化学传感器。

石墨烯传感器的敏感材料石墨烯常设置在柔性基底上，其电阻值随着柔性基底形变而变化，理论上，柔性基底最大形变对应的石墨烯电阻值为传感器的最大量程。如专利(CN105708425A)公开的用于人体脉搏检测的柔性电阻式压力传感器，其最大形变对应电阻值为最大量程，但该量程受到外加PDMS薄膜覆盖方式的限制，不能达到最大的量程。另外，石墨烯本身的形变能力有限，尤其对石墨烯网格或薄膜，当柔性基底承受形变过大，超过石墨烯本身的形变，石墨烯网格或薄膜断裂，会导致传感器失效。

因此，提供一种既能保证石墨烯敏感元件，又能保证敏感元件发挥最大量程的石墨烯传感器量程保护系统，成为现有技术急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种石墨烯传感器量程保护系统，该传感器量程保护系统既能保证石墨烯敏感元件，又能发挥敏感元件的最大量程。

为解决上述技术问题，一方面，本发明采用一种石墨烯传感器量程保护系统，该量程保护系统包括：石墨烯敏感层、柔性基底层以及保护罩，所述石墨烯敏感层位于所述柔性基底层上，所述保护罩与所述柔性基底层封装成一体结构，从而在保护罩与石墨烯敏感层之间形成形变区；所述形变区的高度能够容纳所述石墨烯敏感层的弯曲最大形变。

作为优选，还包括与所述柔性基底层一体成型的基底。

作为优选，所述保护罩通过基底与柔性基底层进行封装。

作为优选，所述基底为左右对称结构，所述保护罩为层状结构，所述基底顶部表面具有能够容纳所述保护罩的凹槽。

作为优选，所述石墨烯敏感层为石墨烯薄膜。

作为优选，所述石墨烯薄膜两端分别设有一个金属导电电极。

作为优选，所述石墨烯传感器为石墨烯压力传感器。

另一方面，本发明采用一种石墨烯传感器量程保护系统的制备方法，该制备方法包括以下步骤：①.在所述柔性基底层上形成所述石墨烯敏感层；②.将所述保护罩与所述柔性基底层封装成一体，从而在保护罩与石墨烯敏感层之间形成形变区，所述形变区的高度能够容纳所述石墨烯敏感层的弯曲最大形变。

另一方面，本发明采用一种利用上述量程保护系统的石墨烯传感器制作的可穿戴设备。

本发明具有以下有益效果：由于采用在保护罩与石墨烯敏感层之间形成高度合理的形变区，其既能保证石墨烯敏感元件，又能保证敏感元件发挥最大量程，还提高了传感器的寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例一的石墨烯传感器量程保护系统的结构图。

图2为本发明实施例二的石墨烯传感器量程保护系统的结构图。

图3为本发明实施例三的石墨烯传感器量程保护系统的结构图。