Измерение частоты дыхания в скафандре, способы, варианты, методы Опции

[koziy_mf]

Приветствую, товарищи-инженеры и любители электроники!

Собственно возникла задача измерять частоту дыхания человека в скафандре. Проблема в том, что ничего в нос и рот засовывать нельзя, как в госпитале. Только внешние датчики, и желательно не ограничивающие движение головы. Кроме того, дыхание возможно и через рот, и через нос. Всякие доплеры итд тоже не подходят из за энергопотребления и сложности крепления на шее ))))

У меня на данный момент несколько вариантов:
1. Измерять температуру термистором расположенным на крепежке микрофона. Вдох-выдох (в том числе из носа) достаточно стабильно детектится выделением переменной составляющей, усилением и фильтрацией. Этот вариант проверил. Плох он тем, что микрофон надо тогда в определенном положении располагать. И при использовании другой модели микрофона, с крепежкой далекой от области выдоха может не работать.
2. Измерение влажности. Выдох естественно у нас с повышенной влажностью. В замкнутой системе дыхания лишняя влага удаляется. Расположив пару сенсоров в области выдоха, например в нижней части обзорного иллюминатора,
можно было бы измерять. Но увы, время отклика у доступных датчиков влажности велико. Даже при нормальном дыхании сливаться будут выходные данные...
3. Измерение давления. В скафандре давление поддерживается постоянным. Но система контроля давления имеет и мертвую зону, и инерционность. Выдох хорошо ушами детектируется - их закладывает ))). Тут есть 2 варианта. Либо мерить абсолютное давление, убирать постоянную составляющую, усиливать и регистрировать вдох выдох по ее провалу-выбросу (проблема - рабочее давление в скафандре пониже атмосферного, но высокое; сложно будет на его фоне выделять очень небольшое отклонение; и кроме того - при движении давление будет тоже прыгать). Либо расположить микросенсор относительного давления например в том же микрофоне; выдох будет создавать градиент давления, которое можно регистрировать.

Если у кого есть идеи интересные, комментарии или дополнения - прошу выложить на обсуждение.
Всем желаю успехов в разработке!

[Tanya]

Собственно возникла задача измерять частоту дыхания человека в скафандре.

А зачем? Мне интересно... Узнать, жив ли еще? Или воздух экономим? Начал чаще дышать - дадим немного воздуха...

[koziy_mf]

А зачем? Мне интересно... Узнать, жив ли еще? Или воздух экономим? Начал чаще дышать - дадим немного воздуха...

Эта информация, вместе с другими данными отправляется по беспроводке на удаленную базу, там отображается. В регулировании потока воздуха участия не принимает. Чисто для мониторинга. И важное условие - никак не может быть "врезана" или совмещена с системой подачи дых. смеси. То есть я не могу поставить например датчик потока в линию выдува дыхательной смеси. Даже патрубок надеть )))

Я смотрел датчики потока воздуха. Понравились Ханивил серии Зефир (например http://sensing.honeywell.com/index.cfm/ci_...ment/1/re_id/0), с I2C. Есть на низкий поток, и цена в пределах 100уе.
В целом - 2 варианта вырисовывается: либо датчик относительного давления с коробочкой, рассчитать объем и отверстие, мерить отклонение давления; либо датчик потока, тоже с коробочкой (тогда можно в любом месте разместить скафандра), или без коробочки на продув (тогда надо его перед лицом располагать, что неудобно - датчики не маленькие)...

Да вот я тоже задумался. ИМХО для диссертаций в ИМБП. Насыщение крови кислородом гораздо более информативный параметр для оценки состояния человека, а меряется клипсой на ухе.
Собачкам раньше делали "лифчик" - следить за грудной клеткой, но то собаки.

Нет, это реальный проект, в новых типах скафандров разработанных соседним департментом будет применяться. Ну и одновременно работа моя навучная ))
По поводу насыщения кислородом крови - как я уже писал этот параметр также измеряется и передается, и да - используется клипса на мочке, переделанная немного чтоб не спадала при вращении головы. С этой частью проблем никаких нет. Кстати - искал информацию о зависимости степени насыщения крови кислородом от частоты пульса и дыхания. По идее, если первые известны, то последнюю можно вычислить, пусть и не в числе вдохов-выдохов в мин, но в виде коэффициента какого то. Но не нашел никаких сведений.

Почему-то хуже... это не мое мнение, а уважаемых мною датчикостроителей для ...
Вот вибрации, толчки и пр. продукты жизнедеятельности, к примеру, как на Вашу мембрану будут влиять?

Верное замечание. Лишний "выпущенный" газ может быть распознан системой как сбой в дыхании. Для справки - с газами у космонавтов проблем нет, они питаются специально, и пьют раствор хлорофилла. Иначе бы экипаж Аполлона имел бы проблемы с ректальными датчиками температуры...)))
Но вот толчки и движения действительно немного меняют давление. Но как я уже говорил, ушами не чувствуется. А вот выдох хорошо давит. В костюмах пилотов высотных летательных аппаратов раздельная подача воздуха - то есть дыхательная смесь подается только в область шлема, и там в районе шеи уплотнитель; так когда дышишь - этот уплотнитель туда-сюда прыгает. Достаточно неприятно, если только каждый день не летаешь и привык уже.