开源硬件呼吸传感器项目

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资料介绍

描述

（2020 年 5 月 3 日发布）

目前市场上有一些胸式或横膈式呼吸传感器，但这些传感器非常昂贵、难以获得并且使用寿命非常有限，或者随着最常用的呼吸测量而恶化和变化。所以我设计了我的第一个功能版本，它可以纠正已经提到的那些问题，它更便宜，传感器电子设备不会随着时间的推移而退化或改变响应，而且相对简单

并且由于 COVID-19 的并发症直接影响呼吸系统，因此呼吸正是您可以研究和分析的地方之一，以了解一个人是否患有或正在演变与 COVID-19 相关的并发症或症状。这是由于当患者的呼吸能力受到影响时，后者会改变其呼吸频率和幅度，通过持续监测和比较呼吸值（频率、幅度、吸气、呼气）可以知道这些变化何时发生

很明显，可以向该传感器添加温度、心率和血氧合其中之一，从而获得一种更好的方法来检测可能与 COVID-19 感染和疾病有关的患者症状。

但是这个项目：呼吸传感器 1，将直接处理这个简单的呼吸传感器（将其与其他设备的耦合留给其他以前的项目）

工程

原理是佩戴能感知呼吸时胸腹部宽度变化的腰带（吸气时周长扩大或增加，呼气时周长收缩或减小）

这是通过使用不可拉伸材料制成的腰带来实现的，除了一小部分由可拉伸材料（弹性纺织弹簧）制成，因为这是唯一可以拉伸的部分，这部分将反映由呼吸引起的膨胀或线性收缩，并测量为线性距离的简单变化

详细照片

我选择用一个简单的红外 LED 测量这种距离变化的方法，它向一个半圆柱形的白色反射器发射红外光，该反射器位于发射器几厘米内，旁边是一个红外光光电晶体管检测器朝向反射器，由织物隔开

功能说明图

弹簧（传送带上唯一反映由呼吸的膨胀和收缩引起的线性距离变化的区域）发生的情况是，通过改变发射器-接收器和反射器之间的距离，红外光的强度是反射和检测变化，改变光电晶体管的电压输出

传感器电子图

1 该传感器带有一个有源滤光片，用于消除红外 LED 发出的外部光线的干扰，由传感器对光电晶体管进行 2 个采样组成：A：在红外 LED 亮的情况下，使光电晶体管捕获光红外发光 LED 在反射器中反射 + 环境中发现的自然光 B：关闭红外 LED，光电晶体管仅捕获环境中的自然光，然后它所做的就是读数 A - B = 的简单减法（来自环境的自然光 + 从红外 LED 在反射器中反射的光） - 来自环境的自然光 = 从红外 LED 在反射器中反射的光

2 但是当环境光太强以至于它使您需要的光电晶体管饱和时：需要一个形状有点像外壳的外壳来保护呼吸传感器免受阳光（红外线源）和其他可能影响测量的强大红外光源的影响。