用于各種應用，從心率監測器到車輛碰撞探測器，一氧化碳指示器到人體膀胱壓力測量裝置，出現了各種功能強大，可靠且成本低廉的傳感器，其應用至關重要在人們越來越多地尋求控制個人幸福的新方法以便過上更健康，更美好的生活的時候，我們會減輕傷害，減少或預測健康風險。本文將研究現有設計以及繪圖板上的設計，如果沒有這些傳感器，這些設計永遠不會存在，同樣有助于避免生命損失。這里引用的所有部件，數據表，教程和開發系統都可以在Digi-Key網站上找到。

不斷增長的醫療應用

健身和生命體征醫療傳感器應用已經在市場上已經有一段時間了，但是新的發展正在將傳感器進一步帶入尚未開發的醫療環境。例如，生理監測可以幫助診斷和持續治療大量具有神經，心血管和肺部疾病（例如癲癇發作，高血壓和哮喘）的個體。

微電子領域的最新發展使研究人員能夠開發出具有感應能力，前端放大，微控制器功能和無線電傳輸的微型電路，所有這些都是可穿戴的形狀因素（例如，靈活的來自IMEC的ECG單元，如圖1所示。

圖1：一個靈活的無線ECG傳感器，帶有IMEC的全功能微控制器。

傳感器正成功用于治療睡眠呼吸暫停，其中呼吸暫停的速度最高可達每小時30次。睡眠呼吸暫停監測儀中使用的一個例子是霍尼韋爾AWM90000系列微橋質量氣流傳感器（圖2），有兩種型號可供選擇 - AWM92100V的流量范圍為±200 SCCM，壓降僅為0.49 mbar/49 Pa/0.007 psi，通常，AWM92200V是差壓版本。

圖2：AWM92200V有兩個版本 - 質量流量和差速器。

傳感器的響應時間為1毫秒，電源電壓為8.0 VDC至15.0 VDC，功耗僅為50 mW，非常適合電池供電的顯示器。 <跨度>

在醫療監測中，通過基于傳感器的設備自動獲取生命統計數據，例如高度精確的ADI公司AD8232單引線心率監測儀前端（圖3），該設備在環境中無噪聲干擾的情況下運行。

圖3：ADI公司AD8232的框圖。

該設備在存在由遠程電極放置或甚至患者運動產生的嘈雜條件下提取，放大和過濾小生物電位信號。輸出信號可通過超低功耗模數轉換器（ADC）或嵌入式微控制器（MCU）輕松獲取。

多年來，挪威SINTEF的研究人員一直致力于開發微型用于測量體內壓力的傳感器。當有機會與Sunnaas醫院（挪威Nesodden）密切合作時，他們決定專注于測量膀胱壓力，這對于確定是否需要手術或者是否可以用藥物治療是至關重要的。測量結果顯示膀胱是如何填充和排空的。

目前，使用插入尿道的導管進行測量，以便膀胱充滿水。這對患者來說是不舒服的，并且由于膀胱以不自然的高速填充鹽水，該方法也是不可靠的。與導管不同，它們微小的新型壓力傳感器可插入皮膚下并進入膀胱。傳感器定位時不會給患者帶來不適，患者可以在沒有破壞性導管的情況下正常移動，并且感染的風險會降低。

此刻，傳感器連接到細線，但下一步將是無線化。另一個長期選擇可能是允許智能手機讀取測量值。

其他的微型植入式傳感器已被開發用于：檢測頭骨內的血液和壓力;為糖尿病患者提供持續的血糖監測;并允許醫療質量的可穿戴物測量壓力，癲癇發作，活動和睡眠。所有這些都已經上市。

更重要的是，小到一粒沙子的可攝取傳感器被用來測量化學物質，不僅用于診斷，更常見的是看病人是否錯過了一劑藥物。此外，可以“感覺”異常生長的觸覺傳感器，例如，可能能夠徹底改變癌癥患者的早期預警也在繪圖板上。

提高安全性

通常我們認為汽車和醫療應用程序完全不同，但有一個跨越兩者的救生傳感器應用程序。測量心臟和呼吸率和疲勞的可穿戴設備可分別位于安全帶和座椅套中。如果駕駛員正在入睡，則在失控之前警報會響起。當疲勞或昏昏欲睡時，呼吸和心率往往會與正常情況不同，因此基于傳感器的系統可以在太晚之前準確地監控并警告駕駛員。

為了幫助設計工程師快速方便地訪問傳感器系統以進行評估，從設計過程中進行一些猜測，MEDER Electronics等公司提供了易于使用的功能。使用開發套件。例如，該公司的干簧傳感器/磁鐵設計評估套件（圖4）有四種配置，每種配置包括三種不同傳感等級的干簧傳感器，B，C和D，以及匹配傳感器外殼中的一個匹配執行器磁鐵。功能包括3-D驅動圖示，為傳感器操作提供簡單的指導，為5個位置提供的驅動距離數據，以及螺釘固定或螺紋安裝選項中的運動配置。

圖4：Meder的評估套件有助于加速開發人員的設計過程。

擺脫涉及身體和安全的危險，在危險環境中使用了許多傳感器 - 而且名單正在增長。例如：

從涉及火災的任何地方排放危險的一氧化碳，包括爐子，氣體干燥器，烤箱或熱水器。每年，基于傳感器的小型CO設備可以避免許多中毒和確定的疾病和死亡。

氰化物中毒是快速起效的，可在半小時內殺死。然而，給出氰化物是否是罪魁禍首的測試需要24小時來評估。南達科他州立大學的科學家Brian Logue開發了一種傳感器，可在一分鐘內檢測到血液中的氰化物。仍處于開發階段，這項有前途的技術已被證明可以100％準確地測試兔子中的氰化物。把你的神秘書放下 - 這不是氰化物中毒發生的唯一地方。消防隊員經常暴露在工業火災中。

每年有1000多名美國獵人死于狩獵事故。新西蘭的獵人開發了一種防止意外射擊的安全系統 - 紅外逆反射器識別系統（IRIS）可以連接到步槍上，可以在現場獵人身上檢測IRIS材料，同時發送聲音和視覺警報。

街道不僅對車輛有危險，而且對騎自行車的人來說極其危險，特別是在交叉路口。歐洲使用的解決方案是安裝在自行車后輪上的Veloloop傳感器，可檢測自行車何時停止并在多個頻率范圍內搜索電磁信號。當找到信號時，傳感器發出自己的信號，并改變交通信號燈。

總之

健康與安全的傳感器技術正被廣泛應用于可以非常有效的各種應用中。這些包括我們使用的醫療設備，我們駕駛的汽車以及我們工作的環境，其中安全傳感器和系統在確保工廠員工和工人的安全方面發揮著至關重要的作用。隨著所使用的傳感器變得越來越小，該傳感器越來越小，具有更高的可靠性和準確性，并且（由于體積）成本越來越低，健康和安全相關傳感器系統的市場預計會增長多倍。僅對于醫療保健應用，傳感器市場預計到2017年將達到131.1億美元