一种基于高压静电纺丝工艺制备的P(VDF-TrFE)/PZT压电传感器及其在睡眠监测中的应用

针对日常睡眠监测的需求，本研究提出一种基于高压静电纺丝工艺制备的P(VDF-TrFE)/锆钛酸铅（PZT）压电传感器并对其性能进行了研究。首先，介绍了P(VDF-TrFE)/PZT压电传感器的制作及封装流程。其次对其灵敏度，频率响应特性，瞬时响应和稳定性等进行了测试。结果表明，该传感器不仅具有良好的微观外貌形态，且相比于纯P(VDF-TrFE)压电传感器0.73 V/N的灵敏度，本实验制备的含30%PZT质量分数的P(VDF-TrFE)/PZT压电传感器灵敏度是其2.5倍，达到了1.78 V/N。此外在低频下能够保持稳定压电输出且具备2 ms较快的响应时间。最后作者采用自制的P(VDF-TrFE)/PZT压电传感器测量人体心冲击信号，并通过支持向量机（SVM）训练睡眠分期模型实现了对睡眠质量的监测，四分类模型平均准确率达到72.5%，为可穿戴睡眠监测传感器的选择提供了参考。