[發明專利]一種基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩

在審

• 申請號: 202111137374.4
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113876057A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 蔣莊德;劉兆鈞;田邊;黎瑤;李樂;雷嘉明;張仲愷;劉江江;史鵬;林啟敬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D27/00;A61B5/08;G01D21/02;H02N2/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 白文佳

1.一種基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，包括呼吸監測模塊(6)、無線傳輸模塊(10)、微型控制單元(9)、口罩本體(13)以及用于提供電能的自供電模塊(7)，其中，自供電模塊(7)及呼吸監測模塊(6)均固定于口罩本體(13)的內側，且自供電模塊(7)及呼吸監測模塊(6)正對攜帶者的口鼻，自供電模塊(7)經微型控制單元(9)與呼吸監測模塊(6)相連接，呼吸監測模塊(6)與外界設備相連接。

2.根據權利要求1所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，所述呼吸監測模塊(6)包括信息采集模塊(8)、第一柔性壓電式力傳感器(4)及第一柔性熱電偶式溫度傳感器(5)，信息采集模塊(8)的輸入端與第一柔性壓電式力傳感器(4)及第一柔性熱電偶式溫度傳感器(5)相連接，信息采集模塊(8)的輸出端與外界設備相連接，信息采集模塊(8)的控制端與微型控制單元(9)的輸出端相連接。

3.根據權利要求2所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，所述自供電模塊(7)包括熱電/壓電能量儲存單元(3)、陣列式柔性壓電式力傳感器(2)及陣列式柔性熱電偶式溫度傳感器(1)，陣列式柔性壓電式力傳感器(2)的輸出端及陣列式柔性熱電偶式溫度傳感器(1)的輸出端與熱電/壓電能量儲存單元(3)相連接，熱電/壓電能量儲存單元(3)的輸出端與微型控制單元(9)的電源接口相連接，熱電/壓電能量儲存單元(3)的控制端與微型控制單元(9)的輸出端相連接。

4.根據權利要求1所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，信息采集模塊(8)的控制端與外界設備通過無線傳輸模塊(10)相連接，熱電/壓電能量儲存單元(3)的輸出端與無線傳輸模塊(10)的電源接口相連接。

5.根據權利要求1所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，所述外界設備包括手機APP(11)及5G云醫療平臺(12)。

6.根據權利要求3所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，第一柔性壓電式力傳感器(4)、第一柔性熱電偶式溫度傳感器(5)、陣列式柔性壓電式力傳感器(2)中的各第二柔性壓電式力傳感器及陣列式柔性熱電偶式溫度傳感器(1)中的各第二柔性熱電偶式溫度傳感器均為疊層式復合結構。

7.根據權利要求6所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，第一柔性壓電式力傳感器(4)及第二柔性壓電式力傳感器內壓電薄膜層的材質均為鋯鈦酸鉛或聚偏氟乙烯。

8.根據權利要求6所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，第一柔性熱電偶式溫度傳感器(5)及第二柔性熱電偶式溫度傳感器中熱電薄膜層的材質為氧化銦錫或氧化銦。

9.根據權利要求6所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，第一柔性壓電式力傳感器(4)及第二柔性壓電式力傳感器內的上電極及下電極均為銅電極。

10.根據權利要求6所述的基于壓電-熱電收集的自供電便攜式智能口罩，其特征在于，第一柔性壓電式力傳感器(4)、第二柔性壓電式力傳感器、第一柔性熱電偶式溫度傳感器(5)及第二柔性熱電偶式溫度傳感器的柔性基底均為聚酰亞胺或聚二甲基硅氧烷。