一种实时智能监测系统及其制作方法与流程

本发明涉及个人防护，更具体的说，本发明涉及一种实时智能监测系统及其制作方法。

背景技术：

1、近年来呼吸性、季节性的传染病严重影响人类的生命健康和社会正常运转，导致医疗资源紧张，如医护和床位的短缺。因此，对于可便携人体健康监测设备的需求大大增加。口罩不仅作为预防病毒的重要防线，在日常生活中被广泛使用；也可作为弹窗呼吸湿度的传感器载体，并与先进算法和系统相结合，为用户提供实时监控、异常监测和报警等智能功能。

2、市场上的常用防护口罩主要是用于过滤污染颗粒、阻隔细菌病毒等致病微生物，也有过滤送风等功能的新型口罩，但缺乏具有智能呼吸监测功能。将传感器贴合到口罩内部对人体呼吸进行监测，有助于呼吸系统疾病的及时发现。基于亲水性纳米颗粒可以制造响应快速灵敏的湿度传感器，并可以此类传感器为核心制造实时监测系统，用于监测病人呼吸状况。这种具备智能监测功能的防护口罩将满足人类对于美好社会和健康生活的重要需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种实时智能监测系统及其制作方法，以实现对人体呼吸进行实时监测。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实时智能监测系统，其改进之处在于，包括口罩、单片机、供电模块以及蓝牙连接模块；

3、所述口罩的内层布上印制有湿度传感器，该湿度传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成，口罩内的湿度变化转化为湿度传感器的电流变化；

4、所述单片机的信号输入端与湿度传感器的导电电极电性连接，单片机通过收集并处理湿度传感器的电流变化；

5、所述的蓝牙连接模块电性连接在单片机的信号输出端，通过该蓝牙连接模块与移动设备建立无线连接，将单片机处理的数据发送至移动设备；

6、所述的供电模块与单片机和蓝牙连接模块相连接，用于提供单片机和蓝牙连接模块运行的电量。

7、在上述的结构中，所述的单片机包括ardu i no单片机电路板，所述的供电模块为电池或者摩擦电/热电发电机模块。

8、在上述的结构中，所述的湿度响应层由聚氨酯薄膜和位于聚氨酯薄膜表界面的亲水性纳米颗粒组成，导电电极由含导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水制成。

9、在上述的结构中，所述湿度传感器的长度和宽度均为1-10mm，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

10、本发明还提供了一种实时智能监测系统的制作方法，其改进之处在于，该实时监测系统包括位于口罩内层布上的湿度传感器，湿度传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成；

11、所述的制作方法包括湿度响应层的制作步骤、导电电极的制作步骤以及实时监测系统的组装步骤，其中，所述湿度响应层的制作步骤包括：

12、s101、混合溶液的制作，将0.5-1.5g的聚氨酯弹性体塑料颗粒溶解在3-5g的四氢呋喃中，搅拌后使聚氨酯弹性体塑料颗粒充分溶解，形成混合溶液；

13、s102、聚氨酯薄膜的制作，将混合溶液在50-70°的烤箱中缓慢加热，形成聚氨酯薄膜；

14、s103、亲水多孔纳米颗粒的嵌入，将亲水多孔纳米颗粒溶解在丙酮中，并均匀喷涂在聚氨酯薄膜的表面上，并进行加热蒸发溶剂以嵌入纳米颗粒在聚氨酯薄膜的表界面，形成基于气固界面的响应层；

15、s104、湿度响应层的成型，利用热转印技术将步骤103中的聚氨酯薄膜印制到口罩无纺布上，并通过高温铜版压印薄膜，以形成所述的湿度响应层；

16、所述导电电极的制作步骤包括：

17、s201、将含导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，通过丝网印刷在湿度响应层上，印制平面叉指型的导电电极，在口罩的无纺布上形成湿度传感器；

18、所述实时监测系统的组装步骤包括：

19、s301、将湿度传感器的导电电极与单片机的信号输入端相连接，将蓝牙连接模块连接至单片机的信号输出端，将供电模块分别与单片机和蓝牙连接模块相连接，用于对单片机和蓝牙连接模块提供电量；

20、s302、将单片机、蓝牙连接模块和供电模块固定在口罩上。

21、进一步的，所述步骤s201中导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，其中纳米导电颗粒、聚氨酯、四氢呋喃的质量比例为0.1:1:10。

22、进一步的，所述的亲水多孔纳米颗粒采用10％的湿敏性的亲水多孔纳米颗粒。

23、进一步的，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒为多孔纳米金属铝、无机碳材料石墨烯材料、多孔框架材料其中任意一种。

24、进一步的，所述步骤s101中，聚氨酯弹性体塑料颗粒的重量为1.0g，四氢呋喃的重量为4.0g。

25、进一步的，所述湿度传感器的长度和宽度在1-10mm之间，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

26、本发明的有益效果是：通过本发明的实时智能监测系统，能够对人体的呼吸进行实时监测，为其他精准监测提供了初筛手段。

技术特征：

1.一种实时智能监测系统，其特征在于，包括口罩、单片机、供电模块以及蓝牙连接模块；

2.根据权利要求1所述的一种实时智能监测系统，其特征在于，所述的单片机包括arduino单片机电路板，所述的供电模块为电池或者摩擦电/热电发电机模块。

3.根据权利要求1所述的一种实时智能监测系统，其特征在于，所述的湿度响应层由聚氨酯薄膜和位于聚氨酯薄膜表界面的亲水性纳米颗粒组成，导电电极由含导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水制成。

4.根据权利要求1所述的一种实时智能监测系统，其特征在于，所述湿度传感器的长度和宽度均为1-10mm，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

5.一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，该实时监测系统包括位于口罩内层布上的湿度传感器，湿度传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成；

6.根据权利要求5所述的一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，所述步骤s201中导电纳米颗粒的聚氨酯弹性体墨水，其中纳米导电颗粒、聚氨酯、四氢呋喃的质量比例为0.1:1:10。

7.根据权利要求5所述的一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，所述的亲水多孔纳米颗粒采用10％的湿敏性的亲水多孔纳米颗粒。

8.根据权利要求7所述的一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，所述步骤103中，所述的亲水多孔纳米颗粒为多孔纳米金属铝、无机碳材料石墨烯材料、多孔框架材料其中任意一种。

9.根据权利要求5所述的一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，所述步骤s101中，聚氨酯弹性体塑料颗粒的重量为1.0g，四氢呋喃的重量为4.0g。

10.根据权利要求5所述的一种实时智能监测系统的制作方法，其特征在于，所述湿度传感器的长度和宽度在1-10mm之间，湿度响应层的厚度为190-210微米，导电电极的厚度为90-110微米。

技术总结本发明提供了一种实时智能监测系统及其制作方法，涉及个人防护技术领域；实时监测系统包括口罩、单片机、供电模块以及蓝牙连接模块；所述口罩的内层布上印制有湿度传感器，该湿度传感器由湿度响应层和连接在湿度响应层上的导电电极构成；所述单片机的信号输入端与湿度传感器的导电电极电性连接，单片机通过收集并处理湿度传感器的电流变化；所述的蓝牙连接模块电性连接在单片机的信号输出端，通过该蓝牙连接模块与移动设备建立无线连接，将单片机处理的数据发送至移动设备；所述的供电模块与单片机和蓝牙连接模块相连接；本发明的有益效果是：能够对人体的呼吸进行实时监测，为其他精准监测提供了初筛手段。技术研发人员：章根国,章建徽受保护的技术使用者：章根国技术研发日：技术公布日：2024/7/25