[發明專利]一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀

有效

• 申請號: 201611105263.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN107334464B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 刁東風;張希;陳文聰;林澤洲
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其特征在于，包括：

紅外光源單元，用于固定待檢測的用戶手指、并發射指定波長的紅外光以透射待檢測的用戶手指；

光電傳感單元，用于采集紅外光信號，并根據所述紅外光信號產生光電信號；所述光電傳感單元的硅基板表面通過ECR等離子照射生長有石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜；其中，所述紅外光源單元發出的指定波長的紅外光透射過待檢測的用戶手指后，通過所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜的石墨烯邊界量子勢阱的光電子俘獲效應產生光電信號；

整流放大單元，用于將光電信號進行整流放大，得到整流放大信號；

信號采集單元，用于采集所述整流放大信號進行采集并保存；

所述光電傳感單元具體包括：

P型硅基板；

石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜，所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜通過ECR等離子照射P型硅基板上表面而生長在P型硅基板的上表面；

設置在所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜的表面上的疏指狀金鈦合金電極，所述疏指狀金鈦合金電極作為光電傳感單元的負極；

設置在所述P型硅基板的下表面上的金鈦合金電極，所述金鈦合金電極作為光電傳感單元的正極；

所述金鈦合金電極、及所述疏指狀金鈦合金電極均通過鍵合導電引線與整流放大單元連接；

所述光電傳感單元利用石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜中的石墨烯邊界量子勢阱的光電子俘獲效應產生光電信號；

所述光電傳感單元的硅基板表面以50-200eV的低能電子誘導，在硅基板的表面上生長出100nm厚的石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜；

所述整流放大單元具體包括：

隔直電容，所述隔直電容通過鍵合導電引線與所述疏指狀金鈦合金電極連接；

三級整流運算放大器，所述三級整流運算放大器與所述隔直電容連接，還通過鍵合導電引線與所述金鈦合金電極連接；

所述信號采集單元具體包括：

模擬信號輸出電路，所述模擬信號輸出電路與所述三級整流運算放大器連接；

模/數轉換電路，所述模/數轉換電路與所述模擬信號輸出電路連接；

數字信號輸出電路，所述數字信號輸出電路與所述模/數轉換電路連接；

波形K值分析電路，所述波形K值分析電路與所述模擬信號輸出電路連接；

指標輸出裝置，用于輸出包括心率、全血粘度、外周阻力、動脈順應性、房顫警報的心血管健康指標信息，所述指標輸出裝置與所述波形K值分析電路連接，當心率瞬時變化率超過50％時，便會輸出房顫警報。

2.根據權利要求1所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其特征在于，所述紅外光源單元具體包括：

紅外光源，用于發射指定波長的紅外光；

透射式手指固定夾具，用于固定待檢測的用戶手指。

3.根據權利要求1所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其特征在于，所述紅外光源發射的紅外光的波長為805nm。

4.根據權利要求1所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其特征在于，所述疏指狀金鈦合金電極的厚度為50nm、寬度為60μm、間距為256μm。

5.根據權利要求1所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其特征在于，所述金鈦合金電極的厚度為50nm。