弹性呼吸监测传感器设计及其性能研究

来源：电子测量技术杂志2025年第12期北京时间：

作者：武传伟，王浣雨，孙丹丹，秦琴，刘宜伟

单位：1.宁波韧和科技有限公司 宁波 315000;2.汉威科技集团股份有限公司 郑州 450000; 3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 宁波 315000

摘要：柔性电容应变传感器凭借高柔韧性、轻量化、低功耗和易于集成等特点，在健康监测、人机交互、机器人技术和智能纺织品等领域具有重要应用价值。现阶段柔性电容应变传感器在宽应变下电容信号难以实现线性响应，对于特定场景中的应用特性未受到重视，针对此，本研究提出一种以液态金属为电极层，生态柔性橡胶为介质层的电容式的弹性应变传感器用于呼吸监测，通过实验测试发现，该传感器在0%~120%的应变范围内灵敏度可达到1.4，最小分辨率为0.01 mm，经100万次的3%拉伸循环后仍能输出电容信号，可用于产生微小形变的呼吸信号长时间监测，且具有良好的水洗性和乙醇消毒性，能根据呼吸变化判断人体运动状态和呼吸状态，为智能医疗提供新的发展方向。

关键词：弹性应变传感器;呼吸监测;灵敏度;拉伸疲劳;水洗性;消毒测试

基金资助：国家重点研发计划（2024YFB3814100）、国家基金联合基金（U24A20228）、宁波市科创甬江2035（2024Z148）项目资助