有动态响应的光纤传感器,用于实时呼吸模式监测
Pillalamarri Srikrishnarka1, Jani Patrakka1, Zhipei Sun2
1Faculty of Engineering and Natural Sciences, Tampere University, Korkeakoulunkatu 6, FI-33720 Tampere, Finland.
ACS omega
|October 6, 2025
概括
本研究介绍了一种使用生物聚合物覆盖的新型光纤湿度传感器. 该传感器可以快速实时监测呼吸湿度,以改善呼吸系统健康诊断.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 实时湿度监测对健康,工业和农业至关重要.
- 光纤传感器在临床环境中为呼吸湿度分析提供了潜力.
研究的目的:
- 开发和展示一种基于光纤的新型湿度传感器.
- 为了实时监测呼气湿度,用于呼吸模式分析.
主要方法:
- 在PMMA核心 (n=1.49) 上制造一个带有生物聚合物外 (n=1.52) 的光纤传感器.
- 对湿度变化的传感器响应的描述,重点关注折射率调制和总内部反射 (TIR).
- 集成到一个小型化的平台,用于概念验证的呼吸监测.
主要成果:
- 传感器展示了实时湿度监测,灵敏度为0.18dB/%RH (40-70%RH) 和9.4dB减弱降低70%RH.
- 该设备成功地检测并区分了 1.3 秒的时间分辨率的鼻腔和口腔呼吸模式.
- 在高湿度条件下没有观察到和,表明强度.
结论:
- 开发的光纤传感器显示了长期呼吸湿度监测的巨大潜力.
- 这项技术可以帮助早期检测异常的呼吸模式,并推进下一代医疗保健.
- 生物聚合物覆盖对湿度的动态反应增强了TIR,提高了传感器性能.
