A Wearable Breath Sensor Based on Fiber-Tip Microcantilever

材料科学 光纤 微加工 干涉测量 灵敏度(控制系统) 光纤传感器 小型化 呼吸监测 光学 气流 光电子学 声学 纳米技术 电子工程 物理 热力学 内科学 工程类 制作 病理 医学 替代医学 呼吸系统
作者
Cong Zhao,Dan Liu,Zewei Cai,Bin Du,Mengqiang Zou,Shuo Tang,Bozhe Li,Xin Cong,Peng Ji,Lichao Zhang,Gong Yang,Gaixia Xu,Changrui Liao,Yiping Wang
出处
期刊:Biosensors [MDPI AG]
卷期号:12 (3): 168-168 被引量:16
标识
DOI:10.3390/bios12030168
摘要

Respiration rate is an essential vital sign that requires monitoring under various conditions, including in strong electromagnetic environments such as in magnetic resonance imaging systems. To provide an electromagnetically-immune breath-sensing system, we propose an all-fiber-optic wearable breath sensor based on a fiber-tip microcantilever. The microcantilever was fabricated on a fiber-tip by two-photon polymerization microfabrication based on femtosecond laser, so that a micro Fabry-Pérot (FP) interferometer was formed between the microcantilever and the end-face of the fiber. The cavity length of the micro FP interferometer was reduced as a result of the bending of the microcantilever induced by breath airflow. The signal of breath rate was rebuilt by detecting power variations of the FP interferometer reflected light and applying dynamic thresholds. The breath sensor achieved a high sensitivity of 0.8 nm/(m/s) by detecting the reflection spectrum upon applied flow velocities from 0.53 to 5.31 m/s. This sensor was also shown to have excellent thermal stability as its cross-sensitivity of airflow with respect to the temperature response was only 0.095 (m/s)/°C. When mounted inside a wearable surgical mask, the sensor demonstrated the capability to detect various breath patterns, including normal, fast, random, and deep breaths. We anticipate the proposed wearable breath sensor could be a useful and reliable tool for respiration rate monitoring.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
学术大白完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
SYT完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
魏伯安发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
zhouleiwang完成签到,获得积分10
8秒前
李爱国应助aiming采纳,获得10
9秒前
无奈傲菡完成签到,获得积分10
10秒前
TT发布了新的文献求助10
10秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
11秒前
sun发布了新的文献求助10
12秒前
荣荣完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
小安完成签到,获得积分10
14秒前
Spencer完成签到 ,获得积分10
14秒前
PengHu完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
17秒前
19秒前
19秒前
19秒前
ywang发布了新的文献求助10
20秒前
失眠虔纹完成签到,获得积分10
20秒前
斯文败类应助nextconnie采纳,获得10
20秒前
药学牛马发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
25秒前
28秒前
张无缺完成签到,获得积分10
31秒前
33秒前
CodeCraft应助MES采纳,获得10
34秒前
笨笨乘风完成签到,获得积分10
35秒前
田様应助axunQAQ采纳,获得10
37秒前
完美秋烟发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849