健康監(jiān)測(cè)耳機(jī)的案例
應(yīng)用在心率血氧健康監(jiān)測(cè)耳機(jī)中的三合一燈珠
App可將數(shù)據(jù)發(fā)送往云端，利用“云端”大數(shù)據(jù)分 析技術(shù)提供更多信息，例如血壓趨勢(shì)、呼吸頻率、心率變異性等人體健康指數(shù)。
耳朵是僅次于手指尖，毛細(xì)血管次豐富的地方，相對(duì)于手腕而言，光學(xué)式測(cè)量方案，從耳機(jī)會(huì)更容易到得到高質(zhì)量的PPG信號(hào)，更有利于更高精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)心率與血氧效果的測(cè)試。血氧飽和度（SpO2）是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白（HbO2）的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白（Hb）容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。
心率和血氧飽和度作為人體健康參數(shù)的重要指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩者的動(dòng)態(tài)變化，能夠?yàn)轭A(yù)防疾病的發(fā)生提供一份科學(xué)保障。集成到耳機(jī)上，心率傳感信號(hào)接收芯片可跟蹤運(yùn)動(dòng)時(shí)刻，運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)，靜態(tài)對(duì)脈搏波進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，波形分析，數(shù)據(jù)比對(duì)，可以實(shí)現(xiàn)心腦血管疾病預(yù)警功能。
信號(hào)處理電路對(duì)來(lái)自傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波，得到一定幅度的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)送入到A/D轉(zhuǎn)化電路，實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，被數(shù)字化之后的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)按照血氧算法計(jì)算后得到血氧飽和度。
人體耳廓內(nèi)部有著豐富的毛細(xì)血管，由頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)垂直沿著耳道區(qū)域運(yùn)行，毛細(xì)血管系統(tǒng)貫穿耳屏和耳垂。而且由于耳部的皮膚相對(duì)比較薄，減少了皮膚非血液組織對(duì)光束的穩(wěn)定吸收，使光強(qiáng)度損失較低，提高了采集信號(hào)的信噪比。
另外，佩戴耳機(jī)后，心率傳感信號(hào)接收芯片會(huì)與耳廓緊密貼合。即使人們從事各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，耳朵位置也保持相對(duì)穩(wěn)定。因此在這個(gè)位置采集信號(hào)抗干擾性能強(qiáng)，穩(wěn)定度高，并且方便攜帶。
這里小編推薦一款由工采網(wǎng)代理一款應(yīng)用在監(jiān)測(cè)耳機(jī)上的臺(tái)灣旺泓心率血氧傳感芯片，又稱三合一心率血氧傳感芯片 - PE-S7018LM-WHC3IN，大部分可穿戴設(shè)備采用光電容積脈搏波描記法(PPG)來(lái)測(cè)量心率及其他生物計(jì)量指標(biāo)。PPG 是一種將光照進(jìn)皮膚并測(cè)量因血液流動(dòng)而產(chǎn)生的光散射的方法。
展開(kāi) 心率血氧健康監(jiān)測(cè)耳機(jī)的工作原理
App可將數(shù)據(jù)發(fā)送往云端，利用“云端”大數(shù)據(jù)分 析技術(shù)提供更多信息，例如血壓趨勢(shì)、呼吸頻率、心率變異性等人體健康指數(shù)。
心率和血氧飽和度作為人體健康參數(shù)的重要指標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩者的動(dòng)態(tài)變化，能夠?yàn)轭A(yù)防疾病的發(fā)生提供一份科學(xué)保障。集成到耳機(jī)上，心率傳感信號(hào)接收芯片可跟蹤運(yùn)動(dòng)時(shí)刻，運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)，靜態(tài)對(duì)脈搏波進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，波形分析，數(shù)據(jù)比對(duì)，可以實(shí)現(xiàn)心腦血管疾病預(yù)警功能。
人體耳廓內(nèi)部有著豐富的毛細(xì)血管，由頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)垂直沿著耳道區(qū)域運(yùn)行，毛細(xì)血管系統(tǒng)貫穿耳屏和耳垂。而且由于耳部的皮膚相對(duì)比較薄，減少了皮膚非血液組織對(duì)光束的穩(wěn)定吸收，使光強(qiáng)度損失較低，提高了采集信號(hào)的信噪比。
另外，佩戴耳機(jī)后，心率傳感信號(hào)接收芯片會(huì)與耳廓緊密貼合。即使人們從事各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，耳朵位置也保持相對(duì)穩(wěn)定。因此在這個(gè)位置采集信號(hào)抗干擾性能強(qiáng)，穩(wěn)定度高，并且方便攜帶。
這里小編推薦一款由工采網(wǎng)代理一款應(yīng)用在監(jiān)測(cè)耳機(jī)上的臺(tái)灣旺泓穿戴心率傳感器芯片，又稱心率傳感信號(hào)接收芯片 - PD-S488FM-LH12，大部分可穿戴設(shè)備采用光電容積脈搏波描記法(PPG)來(lái)測(cè)量心率及其他生物計(jì)量指標(biāo)。PPG 是一種將光照進(jìn)皮膚并測(cè)量因血液流動(dòng)而產(chǎn)生的光散射的方法。該方法非常簡(jiǎn)單，光學(xué)心率傳感器基于以下工作原理：當(dāng)血流動(dòng)力發(fā)生變化時(shí)，例如血脈搏率(心率)或血容積(心輸出量)發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)入人體的光會(huì)發(fā)生可預(yù)見(jiàn)的散射。
心率傳感信號(hào)接收芯片 - PD-S488FM-LH12使用四個(gè)主要技術(shù)元件來(lái)測(cè)量心率：
1、光發(fā)射器 — 通常至少由兩個(gè)光發(fā)射二極管(LED)構(gòu)成，它們會(huì)將光波照進(jìn)皮膚內(nèi)部。
2、光電二極管和模擬前端(AFE) — 這些元件捕獲穿戴者折射的光，并將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)用于計(jì)算可實(shí)際應(yīng)用的心率數(shù)據(jù)。
展開(kāi) 在耳機(jī)心率血氧健康檢測(cè)中應(yīng)用的穿戴心率血氧接收芯片
時(shí)代快速發(fā)展的今天，隨著生活節(jié)奏的加快，工作壓力的加大，越來(lái)越多的消費(fèi)者開(kāi)始關(guān)注到自身身體健康，加班熬夜生活不規(guī)律，很容易讓我們的身體處于亞健康的狀態(tài)，而心率和體溫的變化，就能反應(yīng)我們身體的一些健康狀況。越來(lái)越多的人開(kāi)始注重健身，如此一來(lái)，可穿戴健身追蹤設(shè)備就變得很流行。
人體耳廓內(nèi)部有著豐富的毛細(xì)血管，由頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)垂直沿著耳道區(qū)域運(yùn)行，毛細(xì)血管系統(tǒng)貫穿耳屏和耳垂。而且由于耳部的皮膚相對(duì)比較薄，減少了皮膚非血液組織對(duì)光束的穩(wěn)定吸收，使光強(qiáng)度損失較低，提高了采集信號(hào)的信噪比。
耳朵是僅次于手指尖，毛細(xì)血管次豐富的地方，相對(duì)于手腕而言，光學(xué)式測(cè)量方案，從耳機(jī)會(huì)更容易到得到高質(zhì)量的PPG信號(hào)，更有利于更高精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)心率與血氧效果的測(cè)試。血氧飽和度（SpO2）是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白（HbO2）的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白（Hb）容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。
另外，佩戴耳機(jī)后，心率傳感信號(hào)接收芯片會(huì)與耳廓緊密貼合。即使人們從事各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，耳朵位置也保持相對(duì)穩(wěn)定。因此在這個(gè)位置采集信號(hào)抗干擾性能強(qiáng)，穩(wěn)定度高，并且方便攜帶。
信號(hào)處理電路對(duì)來(lái)自傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波，得到一定幅度的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)送入到A/D轉(zhuǎn)化電路，實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，被數(shù)字化之后的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)按照血氧算法計(jì)算后得到血氧飽和度。
而當(dāng)你運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)手表雖然也擁有健康管理功能，但是也會(huì)影響部分健身運(yùn)動(dòng)，例如在舉重時(shí)會(huì)阻擋手腕發(fā)力等等。如果是佩戴心率血氧檢測(cè)耳機(jī)，不僅可以聆聽(tīng)美妙的音樂(lè)，而且一樣可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的心率監(jiān)測(cè)。也能記錄你的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、距離、配速，還能夠根據(jù)收集到的心率信息和其它信息來(lái)，估算你的消耗的卡路里，并上傳至華為運(yùn)動(dòng)健康App，手機(jī)端就能全面清晰查看。
展開(kāi) 光學(xué) | 仿真技術(shù)推動(dòng)可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域革新
本文原刊登于Ansys.com：《Revolutionizing Wearable Health Monitors With Ansys Optics in AR/VR and Consumer Electronics》
作者：Kerry Herbert | Ansys高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理
編輯整理：谷晨風(fēng) | Ansys高級(jí)應(yīng)用工程師
光學(xué)產(chǎn)品、可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備與沉浸式技術(shù)（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等）的交匯，正在開(kāi)啟消費(fèi)類電子產(chǎn)品創(chuàng)新的新時(shí)代。可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備已從基本的計(jì)步器發(fā)展為能夠跟蹤心率、氧飽和度和血壓的高級(jí)設(shè)備。這些設(shè)備在我們的日常生活中越來(lái)越重要，不僅能幫助用戶掌握健康狀況，而且還可為醫(yī)療專業(yè)人員提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的興起
隨著傳感器技術(shù)、微型化和人工智能（AI）集成的不斷發(fā)展，全球可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備市場(chǎng)預(yù)計(jì)將顯著增長(zhǎng)。然而，這一增長(zhǎng)，也為設(shè)計(jì)緊湊、高效且準(zhǔn)確的設(shè)備，以及提供無(wú)縫用戶體驗(yàn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，而Ansys光學(xué)產(chǎn)品則是應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的專業(yè)級(jí)解決方案。
從跟蹤關(guān)鍵健康指標(biāo)到打造沉浸式醫(yī)療保健體驗(yàn)，Ansys光學(xué)產(chǎn)品系列處于行業(yè)前沿，打造領(lǐng)先解決方案，將先進(jìn)的仿真技術(shù)與真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合。
Ansys光學(xué)產(chǎn)品在可穿戴設(shè)備中的重要作用
光學(xué)系統(tǒng)是許多可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的核心。從測(cè)量血流的光電容積描記法（PPG）傳感器到高級(jí)成像系統(tǒng)，光學(xué)設(shè)計(jì)的精度對(duì)于實(shí)現(xiàn)可靠性能至關(guān)重要。Ansys光學(xué)產(chǎn)品提供的強(qiáng)大仿真工具，可幫助工程師以卓越的精度設(shè)計(jì)，優(yōu)化并驗(yàn)證這些光學(xué)系統(tǒng)。
Ansys光學(xué)產(chǎn)品為可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備帶來(lái)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)
微型化：Ansys光學(xué)產(chǎn)品可幫助工程師設(shè)計(jì)緊湊型光學(xué)系統(tǒng)，滿足可穿戴設(shè)備流暢輕便外形的要求。
展開(kāi) 
基于視覺(jué)傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)新技術(shù)
為了從捕捉到的圖像中得到目標(biāo)的物理位移，實(shí)際結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系與圖像像素級(jí)別的坐標(biāo)系之間的關(guān)系需要建立：
上圖中就是一個(gè)完整的視覺(jué)傳感系統(tǒng)，以后我們?cè)儆龅筋愃频膱?chǎng)景，便會(huì)想到除了拍攝橋梁美景的攝影師之外，還可能是東明兄正在海風(fēng)中苦苦地搜集數(shù)據(jù)呢
視覺(jué)傳感系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
盡管視覺(jué)傳感系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用算是剛剛起步，但已經(jīng)有了不少可喜的嘗試：
結(jié)構(gòu)模態(tài)特性識(shí)別：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)通常都是通過(guò)振動(dòng)測(cè)量來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)屬性識(shí)別的，然而利用拾振器開(kāi)展的測(cè)量，只能在結(jié)構(gòu)上布置為數(shù)不多的測(cè)點(diǎn)，而視覺(jué)傳感系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)用一套攝像機(jī)設(shè)備同時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)上多個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)行為，從而在模態(tài)識(shí)別方面得到更精確、更符合實(shí)際結(jié)構(gòu)情況的結(jié)果。
模型更新和損傷檢測(cè)：通過(guò)視覺(jué)傳感系統(tǒng)，可以采集結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型、阻尼比等參數(shù)，用于結(jié)構(gòu)的有限元模型的更新，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷的模擬和識(shí)別。
預(yù)測(cè)索力：對(duì)于采用拉索為主要受力構(gòu)件的斜拉橋來(lái)說(shuō)，索力的準(zhǔn)確測(cè)量非常重要。傳統(tǒng)的索力測(cè)量方法是采用基于振動(dòng)原理的索力儀，這種設(shè)備安裝繁瑣，價(jià)格昂貴，而且并不是每次測(cè)試都能達(dá)到理想的精度。然而采用視覺(jué)傳感系統(tǒng)，則可以顯著降低量測(cè)系統(tǒng)的成本。
展開(kāi) 健康監(jiān)測(cè)VS日常應(yīng)用，誰(shuí)將成為智能手表未來(lái)的主旋律？
其中華米科技的新款手表是面向戶外運(yùn)動(dòng)群體推出的，具備多種傳感器以適應(yīng)戶外環(huán)境；其余產(chǎn)品的定位都是時(shí)尚+健康監(jiān)測(cè)。
產(chǎn)品價(jià)格方面，新款智能手表的價(jià)格從599元到2980元不等，兩級(jí)差價(jià)較大；佳明作為頭部品牌定價(jià)較高，新晉品牌的定價(jià)都在千元以下以吸引更廣泛的消費(fèi)群體。
健康監(jiān)測(cè)VS日常應(yīng)用，消費(fèi)者最重視誰(shuí)
自從2015年蘋果上市第一代智能手表開(kāi)始，智能手表市場(chǎng)開(kāi)始沸騰，產(chǎn)品不斷更新，新品不斷升級(jí)，現(xiàn)在已經(jīng)涌現(xiàn)出多類智能手表了。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)有3類：
作為手機(jī)副屏：搭配手機(jī)使用，功能上以健康數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)收集。作為手機(jī)的衍生，主要用戶也是果粉，米粉，華為粉等。此類手表是目前市場(chǎng)上的主流款。
兒童智能手表：以定位，通話，視頻等，主要用戶也是小孩，老人等群體。
獨(dú)立性能較強(qiáng)的安卓系統(tǒng)智能手表：也叫安卓手表，功能上相當(dāng)于一部迷你智能手機(jī)，可以安裝APP，可以插卡通話上網(wǎng)，同時(shí)也有運(yùn)動(dòng)計(jì)步、心率監(jiān)測(cè)的功能。
智能手表是最具代表性的智能穿戴設(shè)備，市面上各種品牌層出不窮，無(wú)論是華為、小米還是OPPO都在陸續(xù)推出新款，搶占這個(gè)市場(chǎng)。但是我們?cè)谫?gòu)買智能手表的時(shí)候，會(huì)關(guān)注哪一方面呢？
由于智能手表的大小限制，無(wú)論是電池續(xù)航還是性能表現(xiàn)方面目前來(lái)看，都還是差強(qiáng)人意。
展開(kāi) 低成本的塑料傳感器：可用于監(jiān)測(cè)人體健康狀況！
當(dāng)集成到診斷設(shè)備中時(shí)，它可以快速、便宜、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)健康狀況。這種新設(shè)備的設(shè)計(jì)比現(xiàn)有的傳感器要簡(jiǎn)單得多，為細(xì)胞水平的健康監(jiān)測(cè)提供了廣泛的新可能性。
目前，研究中采用的那些半導(dǎo)電塑料，正用于太陽(yáng)能電池和柔性電子的開(kāi)發(fā)，但是尚未廣泛應(yīng)用于生物領(lǐng)域。
劍橋大學(xué)化學(xué)工程與生物技術(shù)系博士后研究員、論文領(lǐng)導(dǎo)作者 Anna-Maria Pappa 博士表示：“在研究中，我們已經(jīng)突破了用酶作為傳感材料的傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器的許多局限。在傳統(tǒng)生物傳感器中，傳感器電極與傳感材料之間的通信并不是很高效，所以有必要添加分子導(dǎo)線來(lái)‘增強(qiáng)’信號(hào)。”
為了開(kāi)發(fā)他們的傳感器，Pappa 和她的同事們采用帝國(guó)理工大學(xué)新合成的聚合物作為分子導(dǎo)線，直接接收電化學(xué)反應(yīng)期間產(chǎn)生的電子。當(dāng)材料與汗液、淚液、血液產(chǎn)生接觸時(shí)，它會(huì)吸收離子并產(chǎn)生溶脹 ，變得與液體融合在一起。相比于由金屬電極制成的傳統(tǒng)傳感器，其靈敏度明顯高很多。
此外，當(dāng)傳感器合結(jié)合更復(fù)雜的電路例如晶體管時(shí)，信號(hào)會(huì)被放大并對(duì)于代謝物濃度的微小波動(dòng)作出響應(yīng)，盡管設(shè)備的尺寸可以做得很小。
傳感器的初始測(cè)試是用于測(cè)量乳酸水平，這對(duì)于健康應(yīng)用或者病人的術(shù)后監(jiān)測(cè)很有用。然而，研究人員稱，傳感器可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修改，包含適當(dāng)?shù)拿福瑏?lái)檢測(cè)其他代謝產(chǎn)物，例如葡萄糖或者膽固醇。而且，傳感器檢測(cè)的濃度范圍可通過(guò)改變?cè)O(shè)備的幾何形狀來(lái)調(diào)整。
價(jià)值
Pappa 表示：“這是首次采用一種接收電子的聚合物，它可以經(jīng)過(guò)調(diào)整用于改善酶之間的通信，從而直接監(jiān)測(cè)代謝物。在這之前，此類監(jiān)測(cè)都無(wú)法直接完成。它為生物傳感領(lǐng)域開(kāi)辟了新的方向，材料可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)與特定的代謝物相互作用，帶來(lái)敏感度和選擇性都好很多的傳感器。”
因?yàn)閭鞲衅鞑⒉皇怯山鸹蜚K之類的金屬組成，所以它的制造成本相對(duì)較低，并且很容易與可拉伸的柔性基底結(jié)合到一起，從而實(shí)現(xiàn)可穿戴或者植入式的傳感應(yīng)用。
展開(kāi) 漢航Hunter Pad--基于Linux操作系統(tǒng)的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷PHM有力工具
部分應(yīng)用工況
健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)及健康管理（PHM）系統(tǒng)已成為高端裝備、工業(yè)設(shè)備和生命支持系統(tǒng)“視情維修”的核心技術(shù)手段之一。通過(guò)漢航Hunter Pad對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行信號(hào)采集和數(shù)據(jù)分析，從而可實(shí)現(xiàn)故障的檢測(cè)、診斷、預(yù)測(cè)和管理，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)從“計(jì)劃性維修”到“視情維修”的轉(zhuǎn)變，顯著提升各個(gè)行業(yè)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
1. 航空航天：
發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理：可通過(guò)Hunter Pad監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、壓力、振動(dòng)等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)時(shí)評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀態(tài)，并可預(yù)測(cè)關(guān)鍵部件（如渦輪葉片）的剩余使用壽命，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，避免突發(fā)故障，保障飛行安全。
飛機(jī)機(jī)體健康管理：對(duì)機(jī)翼、機(jī)身等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行檢測(cè)，可判斷結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、裂紋和腐蝕情況。
2. 車輛交通行業(yè)：
乘用車故障診斷：采集發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、變速箱、電池（新能源汽車）、制動(dòng)系統(tǒng)等核心部件的壓力、電壓、振動(dòng)等數(shù)據(jù)，分析監(jiān)測(cè)部件狀態(tài)，并提前預(yù)警。
列車運(yùn)維：通過(guò)采集牽引變流系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等關(guān)鍵核心系統(tǒng)的溫度、振動(dòng)、電流等重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)和健康評(píng)估，能夠?yàn)楣收咸幹锰峁┲匾罁?jù)，提升機(jī)車運(yùn)行的安全性和可靠性，延長(zhǎng)機(jī)車使用壽命。
3. 工業(yè)制造行業(yè)：
對(duì)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)設(shè)備開(kāi)展預(yù)測(cè)性維護(hù)，能夠有效提高設(shè)備的可靠性，減少生產(chǎn)中斷，提高生產(chǎn)效率。
4. 能源電力行業(yè)
例如汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、渦輪膨脹機(jī)、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、齒輪箱、水泵等
在能源電力等能源設(shè)施中，可使用Hunter Pad對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)、溫度、電氣參數(shù)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，提前安排維修，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。
5. 大型建筑設(shè)施
大型橋梁的健康監(jiān)測(cè)中，由于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、監(jiān)測(cè)點(diǎn)眾多，需要對(duì)橋梁的不同部位進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。
展開(kāi) 來(lái)看看用五年的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出哪些成果
今天讀到一篇博士論文，華南理工大學(xué)李英華博士的《基于長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)的連續(xù)剛構(gòu)梁橋的性能分析與演化規(guī)律研究》，挺有收獲，與朋友們分享。
通過(guò)傳感器系統(tǒng)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行量測(cè)，在施工期間叫施工監(jiān)控，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和線形控制，目標(biāo)在控制；施工完成，在運(yùn)營(yíng)期間通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)，這就是健康監(jiān)測(cè)了。碰巧的是，這兩個(gè)活兒，我都接觸過(guò)。我的體會(huì)是，施工監(jiān)控因?yàn)橛芯€形這個(gè)指標(biāo)的存在，為了在合龍以及成橋驗(yàn)收的時(shí)候不丟人，平時(shí)干活就不能掉鏈子。
至于健康監(jiān)測(cè)嘛，我是真見(jiàn)過(guò)糊弄的，要么是采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔太久，要么就是人到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)傳感器的線都被剪斷了。。。
李博士的這篇論文提到，他用了肇慶西江大橋的五年健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)——這是我見(jiàn)過(guò)文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)量最大的了！
就是這座公路橋，希望我沒(méi)有找錯(cuò)圖。。。
和許多同類項(xiàng)目一樣，健康監(jiān)測(cè)是作為施工監(jiān)控的延續(xù)存在的，因此傳感器的選擇和布置也具有共用的特點(diǎn)
這個(gè)項(xiàng)目中，采用的是常見(jiàn)的，帶有測(cè)溫功能的應(yīng)變計(jì)和溫度傳感器。
量測(cè)方法分兩種，應(yīng)變采用傳統(tǒng)的逐點(diǎn)測(cè)量方法進(jìn)行，溫度數(shù)據(jù)則通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸方式到計(jì)算機(jī)上。
用常規(guī)設(shè)備+長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)可以得到最有益的結(jié)論是什么呢？我覺(jué)得是加深了對(duì)作用的認(rèn)識(shí)。
無(wú)論是監(jiān)控還是監(jiān)測(cè)，一個(gè)盡可能接近橋梁實(shí)際情況的有限元計(jì)算模型都是必要的。
在常見(jiàn)的短期控制與檢測(cè)過(guò)程中，能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)搜集的，可以改善模型計(jì)算精度的數(shù)據(jù)，包括材料強(qiáng)度、彈性模量等基本屬性，以及結(jié)構(gòu)尺寸偏差、施工影響因素等。但對(duì)于“作用”，尤其是橋梁在運(yùn)營(yíng)期間的可變作用，往往由于數(shù)據(jù)不足而只好直接使用規(guī)范規(guī)定或經(jīng)驗(yàn)值，這顯然是和實(shí)際情況有很大差異的。
李博士在他的論文中，給出了兩方面的參考：
溫度代表值的確定
剛構(gòu)橋受溫度的影響非常顯著，由一年中的季節(jié)、一天中不同時(shí)刻日光照射造成的溫差，都會(huì)使橋梁內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力的重分布，甚至導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
展開(kāi) Mater：將傳感纖維編織成電化學(xué)織物進(jìn)行實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)
【引言】
可穿戴傳感技術(shù)已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中獲得越來(lái)越多的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)各種生理信號(hào)來(lái)有效地監(jiān)測(cè)健康狀況。傳感部件通常制成薄膜，以不同的傳感材料作為不同位置的功能單元，保證高度靈活性。然而，薄膜傳感器在使用過(guò)程中容易破裂，因?yàn)樗荒苓m應(yīng)柔軟或不規(guī)則的身體表面。此外，它們既不透氣也不舒適，而舒適性和透氣性是可穿戴電子產(chǎn)品非常需要的。上述困難在很大程度上限制了可穿戴傳感器的進(jìn)一步發(fā)展。另外，織物傳感器需要長(zhǎng)期使用而不會(huì)給使用者帶來(lái)不適，并且可以在實(shí)際應(yīng)用中大規(guī)模制造。然而，目前還沒(méi)有這種集成的織物傳感器。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，在復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，展示了集成電化學(xué)織物作為一種有前途的可穿戴平臺(tái)，通過(guò)編織不同類型的傳感纖維實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)。通過(guò)將活性材料涂覆到碳納米管（CNT）纖維上以形成同軸結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造傳感纖維。測(cè)試了幾種代表性生理信號(hào)（例如，葡萄糖、Na+、K+、Ca2+和pH）以證明新型織物傳感器的有效性。由此產(chǎn)生的集成織物在重復(fù)變形（包括彎曲和扭曲）下保持結(jié)構(gòu)完整性和檢測(cè)能力。它們顯示了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體健康狀況的能力，具有高效性。相關(guān)成果以題為“Weaving Sensing Fibers into Electrochemical Fabric for Real-Time Health Monitoring”發(fā)表在了Adv. Funct. Mater上。
展開(kāi) 西南交大周紹兵《JMCA》鹽響應(yīng),三重形狀記憶,兩性導(dǎo)電自愈自粘超分子水凝膠可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)人體健康
【專業(yè)背景】
如今，可穿戴柔性電子設(shè)備（WFE）為物理和化學(xué)監(jiān)測(cè)提供了一種有效的方法，例如檢測(cè)人類活動(dòng)和人類汗液。但是，由于目前報(bào)道的大多數(shù)柔性傳感器僅專注于監(jiān)測(cè)身體活動(dòng)，因此有必要開(kāi)發(fā)出可以捕獲人體各種數(shù)據(jù)以獲取更深入的健康信息的靈活設(shè)備。人體汗液是一種重要且易于獲取的體液，其中含有大量化學(xué)物質(zhì)，可以反映個(gè)人的生理狀態(tài)。因此，可穿戴汗液傳感器的發(fā)展為生理和生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)應(yīng)用打開(kāi)了大門。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)具有鹽響應(yīng)的形狀記憶水凝膠傳感器。
形狀記憶水凝膠（SMH）是一類智能材料，能夠在熱，光，電，磁，溶劑和化學(xué)環(huán)境等近似刺激下從編程的臨時(shí)形狀恢復(fù)其原始形狀。精心設(shè)計(jì)以顯示雙重，三重和多重SME。雙重SME可以在兩種形狀之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而三重和多重SME可以在三種或更多形狀之間實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的形狀轉(zhuǎn)換行為，從而賦予傳感器更易訪問(wèn)的特性。由于基于SMH的傳感器直接在人體上使用，因此采用溫和且生物環(huán)境友好的刺激來(lái)激活SME應(yīng)該是先決條件，在這種情況下，鹽介導(dǎo)的SMH可以很好地滿足傳感器的這一要求。
聚兩性電解質(zhì)水凝膠可以響應(yīng)鹽溶液的刺激。在多兩性離子水凝膠中，帶正電和帶負(fù)電的基團(tuán)同時(shí)位于分子鏈上。因此，水凝膠中帶相反電荷的基團(tuán)之間存在靜電相互作用，導(dǎo)致可逆的物理交聯(lián)形成。鹽溶液可以通過(guò)分別與帶正電荷和帶負(fù)電荷的基團(tuán)結(jié)合的鹽離子來(lái)破壞這些靜電相互作用。因此，聚兩性電解質(zhì)水凝膠具有許多出色的功能，例如可拉伸性，自愈性，自粘和導(dǎo)電性以及SME。
【科研摘要】
由多功能水凝膠制成的WFE提供了一種監(jiān)控人類健康方法。最近，西南交通大學(xué)周紹兵教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和制造了一種具有鹽介導(dǎo)的三重SME，離子電導(dǎo)率（0.24–3.06 S m-1），高拉伸性（高達(dá)1500％）和自愈特性（高達(dá)70％）的超分子聚兩性水凝膠。可用作形狀記憶傳感器和應(yīng)變傳感器。
展開(kāi) 
