描述

（2020 年 5 月 3 日發(fā)布）

目前市場上有一些胸式或橫膈式呼吸傳感器，但這些傳感器非常昂貴、難以獲得并且使用壽命非常有限，或者隨著最常用的呼吸測量而惡化和變化。所以我設(shè)計了我的第一個功能版本，它可以糾正已經(jīng)提到的那些問題，它更便宜，傳感器電子設(shè)備不會隨著時間的推移而退化或改變響應(yīng)，而且相對簡單

并且由于 COVID-19 的并發(fā)癥直接影響呼吸系統(tǒng)，因此呼吸正是您可以研究和分析的地方之一，以了解一個人是否患有或正在演變與 COVID-19 相關(guān)的并發(fā)癥或癥狀。這是由于當(dāng)患者的呼吸能力受到影響時，后者會改變其呼吸頻率和幅度，通過持續(xù)監(jiān)測和比較呼吸值（頻率、幅度、吸氣、呼氣）可以知道這些變化何時發(fā)生

很明顯，可以向該傳感器添加溫度、心率和血氧合其中之一，從而獲得一種更好的方法來檢測可能與 COVID-19 感染和疾病有關(guān)的患者癥狀。

但是這個項目：呼吸傳感器 1，將直接處理這個簡單的呼吸傳感器（將其與其他設(shè)備的耦合留給其他以前的項目）

工程

原理是佩戴能感知呼吸時胸腹部寬度變化的腰帶（吸氣時周長擴大或增加，呼氣時周長收縮或減小）

這是通過使用不可拉伸材料制成的腰帶來實現(xiàn)的，除了一小部分由可拉伸材料（彈性紡織彈簧）制成，因為這是唯一可以拉伸的部分，這部分將反映由呼吸引起的膨脹或線性收縮，并測量為線性距離的簡單變化

詳細照片

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我選擇用一個簡單的紅外 LED 測量這種距離變化的方法，它向一個半圓柱形的白色反射器發(fā)射紅外光，該反射器位于發(fā)射器幾厘米內(nèi)，旁邊是一個紅外光光電晶體管檢測器朝向反射器，由織物隔開

功能說明圖

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彈簧（傳送帶上唯一反映由呼吸的膨脹和收縮引起的線性距離變化的區(qū)域）發(fā)生的情況是，通過改變發(fā)射器-接收器和反射器之間的距離，紅外光的強度是反射和檢測變化，改變光電晶體管的電壓輸出

傳感器電子圖

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1 該傳感器帶有一個有源濾光片，用于消除紅外 LED 發(fā)出的外部光線的干擾，由傳感器對光電晶體管進行 2 個采樣組成：A：在紅外 LED 亮的情況下，使光電晶體管捕獲光紅外發(fā)光 LED 在反射器中反射 + 環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的自然光 B：關(guān)閉紅外 LED，光電晶體管僅捕獲環(huán)境中的自然光，然后它所做的就是讀數(shù) A - B = 的簡單減法（來自環(huán)境的自然光 + 從紅外 LED 在反射器中反射的光） - 來自環(huán)境的自然光 = 從紅外 LED 在反射器中反射的光

2 但是當(dāng)環(huán)境光太強以至于它使您需要的光電晶體管飽和時：需要一個形狀有點像外殼的外殼來保護呼吸傳感器免受陽光（紅外線源）和其他可能影響測量的強大紅外光源的影響。

外部光保護外殼

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然后將光電晶體管的可變電壓輸出連接到 stm32f429 Discovery 卡的模擬輸入，其中對檢測到的患者呼吸的響應(yīng)圖進行處理并實時顯示在 LCD 上

正如您在上面的 gif 中看到的那樣，通過改變 IR 發(fā)射器-反射器和反射器之間的距離，檢測和顯示的信號會發(fā)生變化，從而實時生成響應(yīng)于呼吸引起的收縮和擴張的波形

正如您在上面的 gid 中看到的那樣，放置在患者身上的帶式呼吸傳感器 1 能夠?qū)崟r檢測和繪制患者的呼吸：幅度、呼吸頻率、吸氣、呼氣，并且可以存儲這些信息、分析、表征、比較、檢測可能與 COVID-19 相關(guān)的進化變化和呼吸狀況

但這還不是全部我已經(jīng)有了這個呼吸傳感器的下一個也是最好的版本，所以很快：這個故事將繼續(xù)！...