[發明專利]一種呼氣納米傳感陣列檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201810732407.1
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108572252B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 范書瑞;王新;花中秋;郝東霞;李紫蕊
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N33/497
• 分類號: G01N33/497;G01N27/04;G01N27/12;G08C17/02
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于該裝置包括低阻抗傳感模塊、高阻抗傳感模塊、嵌入式處理器和無線通信模塊；嵌入式處理器通過低阻抗傳感模塊、高阻抗傳感模塊分別連接低阻抗呼氣納米傳感陣列、高阻抗呼氣納米傳感陣列，嵌入式處理器連接無線通信模塊；

所述低阻抗傳感模塊包括穩壓電路一、低阻抗呼吸傳感器選擇電路、10M標準電阻和模數轉換電路一，穩壓電路一為串聯的10M標準電阻和低阻抗呼吸傳感器選擇電路提供相同電流，10M標準電阻的兩個輸出端均連接到模數轉換電路一的參考電壓端，低阻抗呼吸傳感器選擇電路的輸出端和公共電位均連接到模數轉換電路一的模擬采集輸入端；低阻抗呼吸傳感器選擇電路連接低阻抗呼氣納米傳感陣列；

所述高阻抗傳感模塊包括穩壓電路二、高阻抗呼吸傳感器選擇電路、1M標準電阻和模數轉換電路二，穩壓電路二為串聯的1M標準電阻和高阻抗呼吸傳感器選擇電路提供相同電流，1M標準電阻的兩個輸出端均連接到模數轉換電路二的模擬采集輸入端，高阻抗呼吸傳感器選擇電路的輸出端和公共電位均分別連接到模數轉換電路二的參考電壓端；高阻抗呼吸傳感器選擇電路連接高阻抗呼氣納米傳感陣列；

低阻抗傳感器阻值的計算方式是：

低阻抗傳感器阻值?=?10M*模數轉換電路一的轉換結果數據/滿量程，

高阻抗傳感器阻值的計算方式是：

高阻抗傳感器阻值?=?1M*滿量程?/模數轉換電路二的轉換結果數據。

2.根據權利要求1所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，所述無線通信模塊為WIFI通信模塊或藍牙通信模塊，嵌入式處理器通過WIFI通信模塊連接外部便攜智能設備。

3.根據權利要求2所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，所述外部便攜智能設備為智能手機或智能網關。

4.根據權利要求1所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，所述的低阻抗呼氣納米傳感陣列由多個低阻抗納米傳感器構成，且整個陣列的電阻值不大于10MΩ；所述的高阻抗呼氣納米傳感陣列由多個高阻抗納米傳感器構成，且整個陣列的電阻值大于10MΩ。

5.根據權利要求4所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，所述高阻抗呼氣納米傳感陣列的電阻值為20~70MΩ。

6.根據權利要求4所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，納米傳感器的制作方式是：在柔性介質PET和PEN上，通過印刷金合成納米粒子，形成的納米傳感器。

7.根據權利要求1所述的呼氣納米傳感陣列檢測裝置，其特征在于，所述嵌入式處理器為STM32F439處理器，所述無線通信模塊為ESP8226模塊，模數轉換電路一和模數轉換電路二均為AD7793芯片，高阻抗呼吸傳感器選擇電路和低阻抗呼吸傳感器選擇電路均為ADG1408模擬開關。

8.一種呼吸氣納米傳感陣列檢測方法，該方法采用權利要求1-7任一所述的檢測裝置，嵌入式處理器通過不同的串行外設接口控制模數轉換電路一、模數轉換電路二，分別實現低阻抗呼吸傳感模塊和高阻抗呼吸傳感模塊獨立采集；低阻抗呼吸傳感模塊以10M標準電阻為基準，測量10M以內傳感器阻值；高阻抗呼吸傳感模塊以1M標準電阻為基準，測量高阻抗傳感器阻值；

所述嵌入式處理器工作流程是：

步驟1：系統初始化，設定無線通信模塊工作模式，設定模數轉換電路工作模式；

步驟2：設定通道值為0；

步驟3：根據通道值先選擇高阻抗呼吸傳感通道，再選擇低阻抗呼吸傳感通道；

步驟4：讀取模數轉換電路一轉換結果；

步驟5：讀取模數轉換電路二轉換結果；

步驟6：通道數增加1，判斷是否達到最大通道數；若是，執行步驟7；若否，轉到步驟3執行；

步驟7：分別計算低阻抗傳感器阻值和高阻抗傳感器阻值并通過無線通信模塊發送，轉到步驟2執行。