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!

[yaroslavic]

Вспомнил про одну тонкость с термоанемометрическими датчиками - они чувствительны к влажности. И хонейвел и спиралька лампочки.

[Tanya]

Вспомнил про одну тонкость с термоанемометрическими датчиками - они чувствительны к влажности. И хонейвел и спиралька лампочки.

В данном случае чувствительность не очень важна. Лишь бы хватило. Должны наблюдатся колебания потока - в одну сторону - остановка - в другую сторону. Минимум теплоотдачи (максимум температуры) при остановке.

[koziy_mf]

Фактически это фильтр первого порядка, где объём воздуха эквивалентен конденсатору, а отвестие - резистору.
Конкретные цифры можно поискать в расчётах акустических систем, смотрите для "закрытого ящика" суммарную гибкость подвеса, куда входит и "гибкость" внутреннего объёма воздуха.
Промоделировать в натуре вероятно можно поместив эту коробочку внутрь достаточно большого "закрытого ящика", тщательно его загерметизировав и подав на динамик соответсвующий сигнал.

Блин, точно, я не сообразил. Большое спасибо за идею. Хотя конечно если на динамик подать сигнал такой низкой частоты, он загнется ))) Надо посмотреть китайский сабвуфер. Но идея то что надо. Для коробки можно
сразу взять бокс от колонки мощной. Еще подумал что вместо коробочки можно использовать свернутую в спираль пластиковую трубку. Легче будет юстировать объем.

Берете
вот это
И проблема решена, имхо. Уж колебания температуры наверняка то, что нужно.

Так а толку с этото бесконтактного термометра. Температуру губ и носа измерять которая при дыхании колеблется...

В данном случае чувствительность не очень важна. Лишь бы хватило. Должны наблюдатся колебания потока - в одну сторону - остановка - в другую сторону. Минимум теплоотдачи (максимум температуры) при остановке.

Проблема в энергопотреблении. Нечем греть спираль. А так конечно Вы правы что метод подходящий. Правда мне желательно ничего не располагать на "оси дыхания"...