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 医学 替代医学 病理 制作 内科学 热力学 工程类 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
顾矜应助复杂真采纳,获得10
1秒前
hmx完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
CHyaa发布了新的文献求助30
3秒前
koitoyu完成签到,获得积分10
3秒前
文艺不凡完成签到,获得积分10
4秒前
dfghjkl完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
kkfly完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
lxt发布了新的文献求助10
12秒前
lin发布了新的文献求助10
13秒前
CodeCraft应助guchenniub采纳,获得10
13秒前
勤劳的忆寒完成签到,获得积分10
14秒前
时尚问安发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
优美飞薇完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
18秒前
霸气的保温杯完成签到,获得积分10
18秒前
阿莫西林胶囊完成签到,获得积分10
21秒前
如意葶发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
一念来回发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
大个应助ljhtxf采纳,获得10
25秒前
25秒前
Orange应助爱听歌笑寒采纳,获得10
25秒前
如意葶完成签到,获得积分20
26秒前
科研通AI2S应助dawn采纳,获得10
27秒前
lxt完成签到,获得积分10
27秒前
guchenniub发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
相宜完成签到,获得积分10
30秒前
挺好的发货完成签到,获得积分10
30秒前
Jasper应助Hshi采纳,获得10
30秒前
Tina发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
33秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
中国百部新生物碱的化学研究 500
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3176694
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2828018
关于积分的说明 7964322
捐赠科研通 2488898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1326743
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635035
版权声明 602837