柔性光电脉搏检测传感器及其采集系统的研制
发布时间：2021-01-05 05:44
随着材料科学尤其是新型柔性电子材料的不断发展,柔性生物医学传感器成为了前沿性研究热点,在人造皮肤、人机交互和智能家庭监护等方面拥有广阔的应用前景。生物医学传感器可探测各种人体生命信息,其中脉搏信号是人体重要的生理参数之一,为临床诊治、预后判断、治疗效果评估提供重要依据。因此实现脉搏信号的无创连续监测在临床和医学研究中具有重要的意义。然而,传统的脉搏检测传感器尚有不足之处:芯片坚硬、抗干扰能力差;工作电压偏高;灵敏度偏低以及系统集成性差等。本论文设计并构建了超薄、柔性光电脉搏检测传感器,并且搭建基于智能移动端的脉搏检测系统,实现了对人体多处脉搏波的实时探测。本论文利用油酸修饰光电晶体管有机半导体层,同时将银纳米颗粒（AgNCs）掺入有机半导体材料形成纳米复合体系,传感器的性能得到了显著提高。与其他光电传感器相比,该传感器具有低工作电压、较好的检测灵敏度和机械弯曲性能。本论文将聚合物电解质薄膜作为栅介电层,构建了电解质门控有机光晶体管。其工作电压相比于以氧化物作介电层的晶体管的电压（10V）得到了显著降低（<1V）。完全由阴阳离子构成的聚合物电解质薄膜具有大电容...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压电式脉搏检测传感器[2]
图 1-2 压阻脉搏检测传感器[37]（Ⅲ）电容式脉搏传感器弹性导电材料的研究是制备柔性电容式传感器[38]的关键。目前处于研究热点的弹性导电材料有银纳米线、碳纳米管等。2015 年，Zang[39]等人基于栅电极悬浮的有机薄膜晶体管（SGOTFT）制备了一个电容式传感器。在聚乙酰胺薄膜上真空蒸镀源漏电极，溶液旋涂法制备有机半导体层薄膜，柔软的铝箔金属薄膜作为栅电极。当没有压力施加于悬浮的栅电极时，有机晶体管的电压几乎对电流没有调制作用，也就是没有晶体管基本特性。当给传感器施加 1kPa 时，其具有明显的晶体管输出曲线。该传感器的灵敏度为 192 kPa-1，压力探测极限为 3Pa，开关电流比达到 104。研究人员将传感器贴于手腕处，在不同的工作电压下检测脉搏，但其工作电压高达十几伏（>10V），无法降低传感器的功耗。
图 1-2 压阻脉搏检测传感器[37]（Ⅲ）电容式脉搏传感器弹性导电材料的研究是制备柔性电容式传感器[38]的关键。目前处于研究热点的弹性导电材料有银纳米线、碳纳米管等。2015 年，Zang[39]等人基于栅电极悬浮的有机薄膜晶体管（SGOTFT）制备了一个电容式传感器。在聚乙酰胺薄膜上真空蒸镀源漏电极，溶液旋涂法制备有机半导体层薄膜，柔软的铝箔金属薄膜作为栅电极。当没有压力施加于悬浮的栅电极时，有机晶体管的电压几乎对电流没有调制作用，也就是没有晶体管基本特性。当给传感器施加 1kPa 时，其具有明显的晶体管输出曲线。该传感器的灵敏度为 192 kPa-1，压力探测极限为 3Pa，开关电流比达到 104。研究人员将传感器贴于手腕处，在不同的工作电压下检测脉搏，但其工作电压高达十几伏（>10V），无法降低传感器的功耗。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光电容积脉搏波描记法的反射型PPG信号传感器的设计[J]. 周一峰,刘超英,黄虎,郭一鸣,邹林方. 电子世界. 2016(12)
[2]光电容积脉搏波描记法原理、应用及其电路设计[J]. 陈斌. 电子技术与软件工程. 2014(18)
博士论文
[1]高分子RR-P3HT有机场效应晶体管有源层自组织及其性能提升机制的研究[D]. 田雪雁.北京交通大学 2010
[2]并五苯性质的研究及其场效应晶体管的研制[D]. 陶春兰.兰州大学 2009
硕士论文
[1]反射式脉搏血氧饱和度信号检测与分析系统[D]. 徐伟.兰州理工大学 2012
[2]电化学沉积Ag纳米颗粒及其定域表面等离子体增强效应研究[D]. 卞均操.浙江大学 2012
[3]基于脉搏波的血氧饱和度检测算法的研究[D]. 张彬.北京交通大学 2009
本文编号：2958137
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压电式脉搏检测传感器[2]
图 1-2 压阻脉搏检测传感器[37]（Ⅲ）电容式脉搏传感器弹性导电材料的研究是制备柔性电容式传感器[38]的关键。目前处于研究热点的弹性导电材料有银纳米线、碳纳米管等。2015 年，Zang[39]等人基于栅电极悬浮的有机薄膜晶体管（SGOTFT）制备了一个电容式传感器。在聚乙酰胺薄膜上真空蒸镀源漏电极，溶液旋涂法制备有机半导体层薄膜，柔软的铝箔金属薄膜作为栅电极。当没有压力施加于悬浮的栅电极时，有机晶体管的电压几乎对电流没有调制作用，也就是没有晶体管基本特性。当给传感器施加 1kPa 时，其具有明显的晶体管输出曲线。该传感器的灵敏度为 192 kPa-1，压力探测极限为 3Pa，开关电流比达到 104。研究人员将传感器贴于手腕处，在不同的工作电压下检测脉搏，但其工作电压高达十几伏（>10V），无法降低传感器的功耗。
图 1-2 压阻脉搏检测传感器[37]（Ⅲ）电容式脉搏传感器弹性导电材料的研究是制备柔性电容式传感器[38]的关键。目前处于研究热点的弹性导电材料有银纳米线、碳纳米管等。2015 年，Zang[39]等人基于栅电极悬浮的有机薄膜晶体管（SGOTFT）制备了一个电容式传感器。在聚乙酰胺薄膜上真空蒸镀源漏电极，溶液旋涂法制备有机半导体层薄膜，柔软的铝箔金属薄膜作为栅电极。当没有压力施加于悬浮的栅电极时，有机晶体管的电压几乎对电流没有调制作用，也就是没有晶体管基本特性。当给传感器施加 1kPa 时，其具有明显的晶体管输出曲线。该传感器的灵敏度为 192 kPa-1，压力探测极限为 3Pa，开关电流比达到 104。研究人员将传感器贴于手腕处，在不同的工作电压下检测脉搏，但其工作电压高达十几伏（>10V），无法降低传感器的功耗。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光电容积脉搏波描记法的反射型PPG信号传感器的设计[J]. 周一峰,刘超英,黄虎,郭一鸣,邹林方. 电子世界. 2016(12)
[2]光电容积脉搏波描记法原理、应用及其电路设计[J]. 陈斌. 电子技术与软件工程. 2014(18)
博士论文
[1]高分子RR-P3HT有机场效应晶体管有源层自组织及其性能提升机制的研究[D]. 田雪雁.北京交通大学 2010
[2]并五苯性质的研究及其场效应晶体管的研制[D]. 陶春兰.兰州大学 2009
硕士论文
[1]反射式脉搏血氧饱和度信号检测与分析系统[D]. 徐伟.兰州理工大学 2012
[2]电化学沉积Ag纳米颗粒及其定域表面等离子体增强效应研究[D]. 卞均操.浙江大学 2012
[3]基于脉搏波的血氧饱和度检测算法的研究[D]. 张彬.北京交通大学 2009
本文编号：2958137
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