KR102363888B1 - Respiration measurement sensor and respiration monitoring system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 호흡 측정 센서는 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받는 하우징, 상기 하우징의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성되며, 상기 하우징의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공하며, 전극이 각각 형성되어 있는 복수의 기둥 및 상기 하우징의 상측면 중 상기 복수의 기둥 사이의 상측면에 형성되고, 상기 하우징의 하측면과 비접촉되는 길이로 형성되어 상기 공기의 이동에 따라 상기 복수의 기둥 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰되는 필름을 포함한다. 따라서, 본 발명은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 사용자의 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단할 수 있다는 장점이 있다.Respiratory measurement sensor according to the present invention is a housing that receives air generated by the user's respiratory movement, is formed spaced apart by a certain distance on the lower side of the housing, respectively, is non-contact with the upper side of the housing, the movement path of the air is formed on an upper surface between the plurality of pillars among the plurality of pillars on which the electrodes are respectively formed and the upper side of the housing, and is formed to a length that is not in contact with the lower side of the housing according to the movement of the air and a film rubbing against an electrode formed on at least one of the plurality of pillars. Accordingly, the present invention has the advantage that it can be determined whether the type of the user's breathing exercise is inhalation or exhalation according to the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated by the user's breathing exercise.
Description
본 발명은 호흡 측정 센서 및 이를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a respiration sensor and a respiratory movement monitoring system using the same.
호흡수와 같은 생체 신호는 인체의 건강상태, 이상 유/무를 가장 간편하게 진단할 수 있는 요소 중 하나이다. 주로 중환자, 응급환자, 수술 중 환자, 또는 건강 유지에 취약한 노약들에게 생체신호측정기 (예를 들어, 호흡 기)를 부착하여 지속적으로 생체신호를 체크하고 있다.Biosignals such as respiration rate are one of the most convenient factors for diagnosing the health status of the human body and the presence/absence of abnormalities. Bio-signals are continuously checked by attaching a bio-signal measuring device (eg, breathing apparatus) to critically ill patients, emergency patients, patients during surgery, or the elderly who are vulnerable to maintaining health.
예컨대, 수술 중인 환자에게 산소 마스크를 부착시켜 수술 중 환자의 호흡 상태를 지속적으로 체크하게 되는데, 산소 마스크는 환자에게 공포감을 줄 수 있으며, 산소 마스크와 호흡 상태 모니터링 장치를 연결하는 많은 수의 연결 선으로 인해 의사 등의 사용자의 동선에 제약을 주며, 다른 시술 또는 수술과 병행하기 어려운 불편한 점이 있었다.For example, an oxygen mask is attached to a patient during surgery to continuously check the patient's breathing status during surgery. This limits the movement of users, such as doctors, and is inconvenient to perform in parallel with other procedures or surgeries.
또한, 병원에서 입원 또는 수술하고 있는 환자뿐만 아니라, 병원 밖에서 생활을 하는 사용자들의 호흡 상태를 체크할 필요가 있는 경우가 많다. 예를 들어, 호흡 패턴이 불안정한 노약자나 부모와 다른 공간에서 생활하는 영 유아들의 호흡 패턴이나 수면 중 호흡 패턴을 측정할 필요가 있다. 특히, 최근에는 수면 중에 일시적으로 호흡을 하지 않는 질병인 수면 무호흡증을 진단하는 정도에서 나아가, 실제적인 호흡수 또는 호흡량을 측정하여 그 사용자의 건강상태를 진단하는데 활용할 필요가 있다.In addition, it is often necessary to check the respiratory status of users who live outside the hospital as well as patients who are hospitalized or operated in a hospital. For example, it is necessary to measure the breathing patterns of the elderly with unstable breathing patterns or young children living in a different space from their parents or breathing patterns during sleep. In particular, in recent years, it is necessary to go beyond diagnosing sleep apnea, which is a disease that temporarily stops breathing during sleep, and to measure the actual respiration rate or respiration volume and use it to diagnose the health condition of the user.
종래의 호흡 측정 방법은 호흡 측정 장치에 전원을 공급하여 사용자의 호흡을 측정하였다. 하지만, 호흡 측정 장치에 공급되는 전원이 차단되었을 때에는 사용자의 호흡을 측정할 수 없기 때문에 사용자의 호흡을 측정할 수 없다는 문제점이 있다. Conventional respiration measurement method was to measure the user's respiration by supplying power to the respiration measurement device. However, when the power supplied to the respiration measurement device is cut off, there is a problem that the user's respiration cannot be measured because the user's respiration cannot be measured.
종래의, 한국공개특허 제10-2018-0013182는 홀 기반 광섬유 호흡센서 및 광섬유 호흡센서 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호흡을 측정함에 있어서, 탄성 밴드 상에 플라스틱 광섬유를 장착하고 복부에 착용하여 복부 둘레의 변화에 따른 호흡을 측정할 수 있다는 내용이 개시되어 있으나, 상기의 문제점을 해결하기 위한 방안이 개시되어 있지 않다.Conventional Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0013182 relates to a hall-based optical fiber respiration sensor and an optical fiber respiration sensor system, and more specifically, in measuring respiration, by mounting a plastic optical fiber on an elastic band and wearing it on the abdomen It has been disclosed that the respiration according to the change in the abdominal circumference can be measured, but a method for solving the above problems is not disclosed.
본 발명은 전력 공급을 받지 않고도 사용자의 호흡을 측정할 수 있도록 하는 호흡 측정 센서 및 이를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a respiration measurement sensor and a respiratory movement monitoring system using the same to measure the user's respiration without receiving power.
또한, 본 발명은 배터리를 교체하거나 전원을 입력하지 않고도 사용자의 호흡을 측정할 수 있도록 하는 호흡 측정 센서 및 이를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a respiration measurement sensor and a respiratory movement monitoring system using the same to measure the user's respiration without replacing the battery or inputting power.
또한, 본 발명은 공기의 이동에 따라 발생되는 마찰 에너지를 전기 에너지로 변환한 후에 전력원으로 사용 가능하도록 하는 호흡 측정 센서 및 이를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a respiration sensor and a respiratory movement monitoring system using the same to convert frictional energy generated according to the movement of air into electrical energy and then use it as a power source.
또한, 본 발명은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 사용자의 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단할 수 있도록 하는 호흡 측정 센서 및 이를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is a respiration measurement sensor that can determine whether the type of the user's breathing exercise is in-breath or exhalation according to the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated by the user's respiratory movement, and respiratory movement monitoring using the same The purpose is to provide a system.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.
이러한 목적을 달성하기 위한 호흡 측정 센서는 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받는 하우징, 상기 하우징의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성되며, 상기 하우징의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공하며, 전극이 각각 형성되어 있는 복수의 기둥 및 상기 하우징의 상측면 중 상기 복수의 기둥 사이의 상측면에 형성되고, 상기 하우징의 하측면과 비접촉되는 길이로 형성되어 상기 공기의 이동에 따라 상기 복수의 기둥 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰되는 필름을 포함한다.Respiratory measurement sensor for achieving this purpose is a housing that receives air generated by the user's respiratory movement, is formed spaced apart by a specific distance on the lower side of the housing, respectively, is non-contact with the upper side of the housing of the air It provides a movement path, is formed on the upper surface between the plurality of pillars among the plurality of pillars on which the electrodes are respectively formed and the upper side of the housing, and is formed to have a length that does not contact the lower side of the housing to move the air According to the plurality of pillars, it includes a film in friction with the electrode formed on at least one of the pillars.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 호흡 측정 센서를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받는 하우징, 상기 하우징의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성되며, 상기 하우징의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공하며, 전극이 각각 형성되어 있는 복수의 기둥 및 상기 하우징의 상측면 중 상기 복수의 기둥 사이의 상측면에 형성되고, 상기 하우징의 하측면과 비접촉되는 길이로 형성되어 상기 공기의 이동에 따라 상기 복수의 기둥 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰되는 필름을 포함하는 호흡 측정 센서 및 상기 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 상기 전극의 전기 정보를 측정하여 상기 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단하는 호흡 운동 모니터링 장치를 포함한다.In addition, the respiratory movement monitoring system using a respiration measurement sensor for achieving this purpose is a housing that receives air generated by the user's respiratory movement, is formed spaced apart by a specific distance on the lower side of the housing, respectively, of the housing Non-contact with the upper surface to provide a movement path of the air, is formed on the upper surface between the plurality of pillars among the plurality of pillars and the upper side of the housing on which electrodes are respectively formed, and is non-contact with the lower side of the housing In the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated by the user's respiratory movement and a respiration sensor comprising a film that is formed in length and rubs against the electrode formed on at least one of the plurality of pillars according to the movement of the air. In accordance with the measurement of the electrical information of the electrode includes a respiratory movement monitoring device for determining whether the type of breathing exercise is inhalation or exhalation.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전력 공급을 받지 않고도 사용자의 호흡을 측정할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention as described above, there is an advantage that can measure the user's respiration without receiving power.
또한 본 발명에 의하면, 배터리를 교체하거나 전원을 입력하지 않고도 사용자의 호흡을 측정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that can measure the user's respiration without replacing the battery or inputting power.
또한 본 발명에 의하면, 공기의 이동에 따라 발생되는 마찰 에너지를 전기 에너지로 변환한 후에 전력원으로 사용 가능하다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that it can be used as a power source after converting frictional energy generated according to the movement of air into electrical energy.
또한 본 발명에 의하면, 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 사용자의 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that it is possible to determine whether the type of the user's breathing exercise is in-breath or exhalation according to the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated by the user's breathing exercise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 기둥 및 제2 기둥을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a perspective view for explaining a respiration measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the first pillar and the second pillar of FIG. 1 .
Figure 3 is a network configuration diagram for explaining a respiratory movement monitoring system using a respiration sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view for explaining a respiration sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining an electrode according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 설명하기 위한 사시도이다. 1 is a perspective view for explaining a respiration measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 호흡 측정 센서는 하우징(110), 제1 기둥(120_1), 제2 기둥(120_2) 및 필름(130)을 포함한다. Referring to FIG. 1 , the respiration sensor includes a
하우징(110)은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받는다. 하우징(110)는 도 1과 같이 사각형 형태로 구현될 수 있으나 실시예에 따라는 서로 다른 형태로 변경될 수 있다. The
상기의 하우징(110)은 PLA (폴리 유산), ABS (아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌) 등으로 구현될 수 있다.The
하우징(110)의 일측면에는 공기 흡입 부재가 형성되어 있어 공기 흡입 부재를 통해 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받을 수 있다. An air intake member is formed on one side of the
하우징(110)의 하측면에는 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)가 특정 거리만큼 이격되어 형성되며 상측면과 비접촉되어 있어 공기의 이동 경로를 제공하기 때문에, 공기 흡입 부재를 통해 제공받은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기는 이동 경로를 따라 이동하게 된다. 이를 위해, 하우징(110)의 높이는 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. On the lower side of the
하우징(110)의 상측면 중 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면에는 하측면과 비접촉되는 길이로 형성된 필름(130)이 형성되어 있기 때문에 공기가 이동함에 따라 움직여 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각과 마찰하게 된다. Among the upper surfaces of the
제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성되며, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 PMMA (폴리메타크릴산)으로 구현될 수 있다. 이러한 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공한다. The first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 are respectively formed to be spaced apart by a specific distance from the lower surface of the
즉, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 높이 보다 낮은 높이로 구현되어 하우징(110)의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성됨으로써 하우징(110)의 상측면과 비접촉 상태를 유지하게 된다. That is, the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 are implemented with a height lower than the height of the
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면과 비접촉 상태를 유지하도록 구현되는 이유는 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 하우징(110) 내부에 제공되면 공기가 이동되는 경로를 제공하기 위해서이다. As described above, the reason that is implemented to maintain a non-contact state with the upper surface between the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is that when the air generated by the user's breathing exercise is provided inside the
따라서, 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 하우징(110)의 내부에 제공되면 공기는 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 및 하우징(110) 사이의 이격 공간을 통해 이동하게 된다. Accordingly, when the air generated by the user's breathing movement is provided inside the
상기와 같이, 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 이동하게 되면서 하우징(110)의 상측면 중 상기 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면에 형성된 필름(130)이 움직이게 되어 필름(130)이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥과 접촉하게 된다. As described above, the
상기의 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각이 형성되어 있기 때문에 공기의 이동에 따라 필름(130)이 움직이게 되어 필름(130)이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)과 마찰하게 된다. Since each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is formed on each of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, the
이때, 필름(130)이 움직이며 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)과 마찰하게 되면 마찰 에너지가 발생하게 된다. 이러한 마찰 에너지는 전기 에너지로 변환되어 전력원으로 다시 사용될 수 있다. At this time, when the
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)이 각각 형성되어 있는데 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)의 형성 위치는 필름(130)의 움직임에 따라 마찰되는 위치로 결정될 수 있다. As described above, a first electrode 121_1 and a second electrode 121_2 are respectively formed on the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, respectively, and the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 are respectively formed. The formation position of the
즉, 필름(130)의 길이에 따라 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)과 마찰되는 위치가 변경되기 때문에 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)을 형성할 때 필름(130)과 마찰되는 면을 고려하여 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)을 형성해야 한다. That is, the first electrode (120_1) and the first electrode (120_2) on each of the first pillar (120_1) and the second pillar (120_2) because the position of friction with the first pillar (120_1) and the second pillar (120_2) is changed according to the length of the
일 실시예에서, 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)은 필름(130)의 길이가 짧아지면 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각의 위쪽에 형성될 수 있다. In an embodiment, the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 may be formed above each of the first and second pillars 120_1 and 120_2 when the length of the
다른 일 실시예에서, 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)은 필름(130)의 길이가 길어지면 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각의 아래쪽에 형성될 수 있다.In another embodiment, the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 may be formed under each of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 when the length of the
상기와 같이, 필름(130)의 길이 및 필름(130)과 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 마찰 위치를 고려하여 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)을 형성함으로써 필름(130)이 공기의 이동에 따라 움직여 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각의 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)과 마찰되도록 한다.As described above, in consideration of the length of the
제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에는 고분자 소재가 코팅되어 있다. 상기의 고분자 소재는 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 폴리에틸렌이민 등으로 구현될 수 있다. 이때, 고분자 소재는 폴리에틸렌이민을 탈염수와 1:9로 섞은 용액에 침지 코팅될 수 있다.A polymer material is coated on the electrode of any one of the first pillars 120_1 and 120_2 . The polymer material may be implemented as polyethyleneimine or the like to which carbon dioxide gas molecules of different amounts generated according to the user's breathing exercise are attached. In this case, the polymer material may be immersion-coated in a solution of polyethyleneimine mixed with demineralized water in a ratio of 1:9.
일 실시예에서, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에는 고분자 소재가 코팅될 수 있다. In an embodiment, a polymer material may be coated on the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 .
다른 일 실시예에서, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 제1 전극(121_1)에는 고분자 소재가 코팅될 수 있다. In another embodiment, a polymer material may be coated on the first electrode 121_1 of the first pillar 120_1 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 .
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에만 고분자 소재가 코팅되는 이유는 고분자 소재에 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되면 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되어 다른 하나의 전극의 전기 정보와 차이가 발생되기 때문이다.As described above, the reason why the polymer material is coated only on the electrode of any one of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is that different amounts of carbon dioxide gas molecules are generated in the polymer material according to the user's breathing exercise. This is because the electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed when is attached, and a difference is generated from the electrical information of the other electrode.
이와 같이, 호흡 운동의 종류에 따라 고분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되지만, 고분자 소재가 코팅되지 않은 전극의 전기 정보는 변경되지 않고 그대로 출력되기 때문에 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. As described above, the electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material according to the type of respiration movement, but the electrical information of the electrode not coated with the polymer material is output without change. Therefore, the electrical information of each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is different.
예를 들어, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 전극(121_1)에는 고분자 소재가 코팅되어 있지 않고 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 고분자 소재가 코팅되어 있는 경우, 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되어 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. For example, the polymer material is not coated on the electrode 121_1 of the first pillar 120_1 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, and the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 is not coated. When the polymer material is coated on the second electrode 121_2, carbon dioxide gas molecules in the air are attached to the polymer material coated on the second electrode 121_2, so that the electrical information of each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is different. will do
다른 예를 들어, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 전극(121_1)에는 고분자 소재가 코팅되어 있고 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 고분자 소재가 코팅되어 있지 않은 경우, 제1 전극(121_1)에 코팅된 고분자 소재에 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되어 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. For another example, a polymer material is coated on the electrode 121_1 of the first pillar 120_1 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 and the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 When the polymer material is not coated on the first electrode 121_1, carbon dioxide gas molecules in the air are attached to the polymer material coated on the first electrode 121_1, so that the electrical information of each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is different. will occur
상기와 같이, 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보가 다르며, 전기 정보의 차이는 사용자의 호흡 운동의 종류를 판단하는데 사용될 수 있다. 이러한 과정은 이하의 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. As described above, the electrical information of each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is different, and the difference in electrical information may be used to determine the type of the user's breathing exercise. This process will be described in more detail with reference to FIG. 3 below.
필름(130)은 하우징(110)의 상측면 중 상기 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면에 형성되며, FEP (불소화 에틸렌 프로필렌) 등으로 구현될 수 있다. 이때, 필름(130)은 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면의 가운데에 형성되어 제1 기둥(120_1) 및 필름(130)의 이격 거리 및 제2 기둥(120_2) 및 필름(130)의 이격 거리는 동일하게 된다. The
이때, 제1 기둥(120_1) 및 필름(130)의 이격 거리 및 제2 기둥(120_2) 및 필름(130)의 이격 거리는 공기의 흐름에 따라 필름(130)이 움직여 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥과 마찰되도록 하기 위한 거리로 결정될 수 있다. At this time, the separation distance between the first pillar 120_1 and the
필름(130)은 하우징(110)의 하측면과 비접촉되는 길이로 형성되어 공기의 이동에 따라 움직여 상기 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰된다. 이때, 필름(130)은 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)의 중간 지점에 위치하기 때문에 공기의 이동에 따라 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰될 수 있다. The
상기와 같이, 필름(130)이 움직여 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)과 마찰되는 위치에는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)이 각각 형성되어 있기 때문에 마찰 에너지가 발생하게 된다. 이러한 마찰 에너지는 전기 에너지로 변환되어 전력원으로 다시 사용될 수 있다. As described above, since the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 are respectively formed at positions where the
도 2는 도 1의 제1 기둥 및 제2 기둥을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a view for explaining the first pillar and the second pillar of FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 참조번호(a) 및 참조번호(b)와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)이 각각 형성되어 있다. 이때, 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)의 형성 위치는 필름(도 1, 130)의 움직임에 따라 마찰되는 위치로 결정될 수 있다. Referring to FIG. 2 , a first electrode 121_1 and a second electrode 121_2 are respectively formed on the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 as indicated by reference numerals (a) and (b). has been In this case, the formation position of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 may be determined as a position where the film ( FIGS. 1 and 130 ) rubs according to movement of the film.
즉, 필름(130)의 길이에 따라 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)과 마찰되는 위치가 변경되기 때문에 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)을 형성할 때 필름(130)과 마찰되는 면을 고려하여 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)을 형성해야 한다. That is, the first electrode (120_1) and the first electrode (120_2) on each of the first pillar (120_1) and the second pillar (120_2) because the position of friction with the first pillar (120_1) and the second pillar (120_2) is changed according to the length of the
또한, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에는 고분자 소재(122)가 코팅되어 있다. 상기의 고분자 소재(122)는 이산화탄소 흡착 기능을 가지기 때문에 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 폴리에틸렌이민 등으로 구현될 수 있다. In addition, the
예를 들어, 참조번호(a)와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 제1 전극(121_1)에는 고분자 소재(122)가 코팅될 수 있다. For example, as shown in reference numeral (a), the
다른 예를 들어, 참조번호(b)와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에는 고분자 소재(122)가 코팅될 수 있다. For another example, as shown in reference number (b), the
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에만 고분자 소재가 코팅되는 이유는 고분자 소재에 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되면 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되어 다른 하나의 전극의 전기 정보와 차이가 발생되기 때문이다.As described above, the reason that the polymer material is coated on only the electrode of any one of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is that carbon dioxide gas molecules in the air generated according to the user's breathing motion are attached to the polymer material. This is because the electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed and a difference is generated from the electrical information of the other electrode.
이와 같이, 호흡 운동의 종류에 따라 고분자 소재(122)에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 고분자 소재(122)가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되지만, 고분자 소재(122)가 코팅되지 않은 전극의 전기 정보는 변경되지 않고 그대로 출력되기 때문에 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. In this way, the electrical information of the electrode coated with the
예를 들어, 참조번호(a)와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 전극(121_1)에는 고분자 소재가 코팅되어 있고 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 고분자 소재가 코팅되어 있지 않은 경우, 제1 전극(121_1)에 코팅된 고분자 소재(122)에 호흡 운동의 종류에 따라 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되어 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. For example, as shown in reference numeral (a), a polymer material is coated on the electrode 121_1 of the first pillar 120_1 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, and the second pillar 120_2 When the polymer material is not coated on the second electrode 121_2, different amounts of carbon dioxide gas molecules are attached to the
다른 예를 들어, 참조번호(b)와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제1 기둥(120_1)의 전극(121_1)에는 고분자 소재가 코팅되어 있지 않고 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 고분자 소재가 코팅되어 있는 경우, 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재(122)에 호흡 운동의 종류에 따라 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되어 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. For another example, as shown in reference numeral (b), the electrode 121_1 of the first pillar 120_1 among the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is not coated with a polymer material and the second pillar 120_2 ), when the polymer material is coated on the second electrode 121_2, different amounts of carbon dioxide gas molecules are attached to the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.Figure 3 is a network configuration diagram for explaining a respiratory movement monitoring system using a respiration sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 호흡 운동 모니터링 시스템은 호흡 측정 센서(100) 및 호흡 운동 모니터링 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the respiratory movement monitoring system includes a
호흡 측정 센서(100)는 하우징(110), 제1 기둥(120_1), 제2 기둥(120_2) 및 필름(130)을 포함한다. The
제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성된다. 이러한 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공한다. The first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 are respectively formed to be spaced apart from each other by a specific distance on the lower surface of the
또한, 상기의 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)이 각각 형성되어 있으며, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에는 고분자 소재가 코팅될 수 있다. In addition, a first electrode 121_1 and a second electrode 121_2 are respectively formed on the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, respectively, and the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 are respectively formed. ) of the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 may be coated with a polymer material.
이와 같은 이유는 사용자의 호흡 운동의 종류에는 들숨 및 날숨이 있으며, 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양을 측정하여 사용자의 호흡 운동의 종류를 판단하기 위해서이다. The reason for this is to determine the type of the user's breathing exercise by measuring the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated according to the user's breathing exercise and the inhalation and exhalation types of the user's breathing exercise.
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에는 공기가 움직임에 따라 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되게 된다. As described above, carbon dioxide gas molecules in the air are attached to the polymer material coated on the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 as the air moves. do.
만일, 제2 기둥(120_2)의 제2 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에 공기의 이산화탄소 기체 분자가 부착되면 고분자 소재가 코팅된 제2 전극(121_2)에서 출력되는 전기 정보가 변경될 것이다. If carbon dioxide gas molecules in the air are attached to the polymer material coated on the second first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2, the polymer material is coated on the second electrode 121_2. The output electrical information will be changed.
따라서, 본 발명은 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 고분자 소재가 코팅된 제2 전극(121_2)에서 출력되는 전기 정보는 사용자의 호흡 운동의 종류를 판단하는데 사용될 수 있다. Therefore, in the present invention, the electrical information output from the second electrode 121_2 coated with the polymer material according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material coated on the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 is It can be used to determine the type of breathing exercise of the user.
호흡 운동 모니터링 장치(200)는 호흡 측정 센서(100)의 제2 기둥(120_2)에 형성된 전극의 전기 정보를 측정하여 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 판단한다. Respiratory
즉, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제2 기둥(120_2)에 형성된 전극(121_2)의 전기 정보를 측정하여 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 판단한다. That is, the respiratory
이와 같은 이유는, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에는 고분자 소재가 코팅되어 있으며, 사용자의 호흡 운동에 따라 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착된다.For this reason, the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is coated with a polymer material, and different amounts of Carbon dioxide gas molecules are attached.
만일, 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 경우, 분자 소재가 코팅된 제2 전극(121_2)에서 출력되는 전기 정보가 변경될 것이다. If carbon dioxide gas molecules are attached to the polymer material coated on the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 , electrical information output from the second electrode 121_2 coated with the molecular material will be changed.
즉, 제2 기둥(120_2)의 제2 전극(121_2)에 코팅된 고분자 소재에 부착된 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 제2 전극(121_2)에서 출력되는 전기 정보가 변경될 것이다. That is, the electrical information output from the second electrode 121_2 will be changed according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material coated on the second electrode 121_2 of the second pillar 120_2 .
따라서, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제2 기둥(120_2)에 형성된 제2전극(121_2)의 전기 정보를 측정하여 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 판단할 수 있다.Accordingly, the respiratory
즉, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에 형성된 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각에서 측정된 전기 정보를 수신한 후 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각에서 측정된 전압의 차이 값에 따라 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단할 수 있다.That is, the respiratory
일 실시예에서, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각에서 측정된 전압의 차이 값이 특정 값 이상이면 호흡 운동의 종류가 날숨이라고 판단할 수 있다.In an embodiment, the respiratory
다른 일 실시예에서, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각에서 측정된 전압의 차이 값이 특정 값 이하이면 호흡 운동의 종류가 들숨이라고 판단할 수 있다.In another embodiment, the respiratory
상술한 실시예와는 달리, 호흡 운동 모니터링 장치(200)는 제2 전극(121_2)에서 전압을 측정한 후에 전압 별 호흡 운동 종류 데이터베이스를 참조로 전압에 해당하는 호흡 운동의 종류를 판단할 수 있다. Unlike the above-described embodiment, the respiratory
이와 같은 이유는, 사용자의 호흡 운동에 따라 고분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양의 달라지게 되므로 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되기 때문이다. The reason for this is that the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material is changed according to the user's breathing movement, so electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed.
예를 들어, 사용자의 호흡 운동의 종류가 날숨인 경우 고분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양이 증가할 것이고, 사용자의 호흡 운동의 종류가 들숨인 경우 분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양이 감소할 것이다. For example, if the user's type of breathing exercise is exhalation, the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material will increase, and if the user's type of respiratory movement is inhalation, the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the molecular material will increase. will decrease
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 측정 센서를 설명하기 위한 예시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 설명하기 위한 예시도이다.Figure 4 is an exemplary view for explaining a respiration sensor according to an embodiment of the present invention. 5 is an exemplary view for explaining an electrode according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 하우징(110)은 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기를 제공받는다. 하우징(110)는 도 1과 같이 사각형 형태로 구현될 수 있으나 실시예에 따라는 서로 다른 형태로 변경될 수 있다. 상기의 하우징(110)은 PLA (폴리 유산), ABS (아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌) 등으로 구현될 수 있다. 4 and 5, the
하우징(110)의 상측면 중 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면에는 하측면과 비접촉되는 길이로 형성된 필름(130)이 형성되어 있기 때문에 공기가 이동함에 따라 움직여 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각과 마찰하게 된다. 즉, 도 4와 같이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 상측면으로부터 1mm 이격되는 비접촉되는 길이로 형성될 수 있으며, 폭은 20mm로 구현될 수 있다.Among the upper surfaces of the
즉, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 상측면에 1mm만큼 이격되어 각각 형성되며, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 PMMA (폴리메타크릴산)으로 구현될 수 있다. 이러한 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2)은 하우징(110)의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공한다. That is, the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 are respectively formed spaced apart by 1 mm on the upper surface of the
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이의 상측면과 1mm만큼 이격되어 비접촉 상태를 유지하도록 구현되는 이유는 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 하우징(110) 내부에 제공되면 공기가 이동되는 경로를 제공하기 위해서이다. As described above, the reason why it is implemented to maintain a non-contact state by being spaced apart by 1 mm from the upper surface between the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 is that the air generated by the user's breathing movement is inside the
따라서, 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 하우징(110)의 내부에 제공되면 공기는 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 및 하우징(110) 사이의 이격 공간을 통해 이동하게 된다. Accordingly, when the air generated by the user's breathing movement is provided inside the
상기와 같이, 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기가 이동하게 되면서 하우징(110)의 상측면 중 상기 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 사이에 5mm씩 이격된 중간 위치에 형성된 필름(130)이 움직이게 되어 필름(130)이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥과 접촉하게 된다. As described above, as the air generated by the user's breathing movement moves, the film formed at an intermediate position spaced apart by 5 mm between the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2 among the upper surfaces of the
상기의 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 각각에는 도 5와 같은 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각이 형성되어 있기 때문에 공기의 이동에 따라 필름(130)이 움직이게 되어 필름(130)이 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)과 마찰하게 된다. Since each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 as shown in FIG. 5 is formed on each of the first pillar 120_1 and the second pillar 120_2, the
이때, 필름(130)이 움직이며 5mm만큼 이격된 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2)과 마찰하게 되면 마찰 에너지가 발생하게 된다. 이러한 마찰 에너지는 전기 에너지로 변환되어 전력원으로 다시 사용될 수 있다. At this time, when the
제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에는 고분자 소재가 코팅되어 있다. 상기의 고분자 소재는 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 폴리에틸렌이민 등으로 구현될 수 있다. 이때, 고분자 소재는 폴리에틸렌이민을 탈염수와 1:9로 섞은 용액에 침지 코팅될 수 있다.A polymer material is coated on the electrode of any one of the first pillars 120_1 and 120_2 . The polymer material may be implemented as polyethyleneimine or the like to which carbon dioxide gas molecules of different amounts generated according to the user's breathing exercise are attached. In this case, the polymer material may be immersion-coated in a solution of polyethyleneimine mixed with demineralized water in a ratio of 1:9.
상기와 같이, 제1 기둥(120_1) 및 제2 기둥(120_2) 중 어느 하나의 기둥의 전극에만 고분자 소재가 코팅되는 이유는 고분자 소재에 사용자의 호흡 운동에 따라 발생된 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되면 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되어 다른 하나의 전극의 전기 정보와 차이가 발생되기 때문이다.As described above, the reason why the polymer material is coated only on the electrode of any one of the first pillars 120_1 and the second pillar 120_2 is that different amounts of carbon dioxide gas molecules generated according to the user's breathing exercise in the polymer material are This is because the electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed when is attached, and a difference is generated from the electrical information of the other electrode.
이와 같이, 호흡 운동의 종류에 따라 고분자 소재에 부착되는 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보가 변경되지만, 고분자 소재가 코팅되지 않은 전극의 전기 정보는 변경되지 않고 그대로 출력되기 때문에 제1 전극(121_1) 및 제2 전극(121_2) 각각의 전기 정보는 차이가 발생하게 된다. As described above, the electrical information of the electrode coated with the polymer material is changed according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the polymer material according to the type of respiration movement, but the electrical information of the electrode not coated with the polymer material is output without change. Therefore, the electrical information of each of the first electrode 121_1 and the second electrode 121_2 is different.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which are various modifications and variations from these descriptions by those skilled in the art to which the present invention pertains. Transformation is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.
100: 호흡 측정 센서
110: 하우징,
120_1: 제1 기둥,
120_2: 제2 기둥,
121_1: 제1 전극,
121_2: 제2 전극,
122: 고분자 소재,
130: 필름,
200: 호흡 운동 모니터링 장치100: respiration sensor
110: housing;
120_1: the first pillar,
120_2: the second pillar,
121_1: a first electrode;
121_2: a second electrode;
122: polymer material;
130: film,
200: respiratory movement monitoring device
Claims (9)
상기 하우징의 내측 하측면에 특정 거리만큼 이격되어 각각 형성되며, 상기 하우징의 상측면과 비접촉되어 상기 공기의 이동 경로를 제공하며, 전극이 각각 형성되어 있는 복수의 기둥; 및
상기 하우징의 상측면 중 상기 복수의 기둥 사이의 상측면에 형성되고, 상기 하우징의 하측면과 비접촉되는 길이로 형성되어 상기 공기의 이동에 따라 움직여 상기 복수의 기둥 중 적어도 하나의 기둥에 형성된 전극과 마찰되어 마찰 에너지가 생성되도록 하는 필름을 포함하고,
상기 복수의 기둥 각각에 형성된 전극은
상기 필름의 움직임에 따라 상기 필름과 마찰되는 위치에 형성되고,
상기 복수의 기둥 중 어느 하나의 기둥에 형성된 전극에는
상기 호흡 운동의 종류에 따라 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 고분자 소재가 코팅되어 있고,
상기 복수의 기둥 중 상기 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보는 상기 호흡 운동의 종류에 따라 이산화탄소 기체 분자가 전극에 부착되어 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 변경되고, 상기 복수의 기둥 중 상기 고분자 소재가 코팅되지 않은 전극의 전기 정보는 상기 이산화탄소 기체 분자가 전극에 부착되지 않아 변경되지 않고 원래의 값을 유지함에 따라 제1 전극의 전기 정보 및 제2 전극의 전기 정보의 차이가 발생하여 상기 전기 정보의 차이에 따라 상기 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단가능하도록 하는 것을 특징으로 하는
호흡 측정 센서.
a housing provided with air generated by the user's breathing movement and provided with an air intake member receiving the air generated by the user's breathing movement;
a plurality of pillars respectively formed to be spaced apart from each other by a certain distance on the inner lower surface of the housing, to provide a movement path of the air in non-contact with the upper surface of the housing, and having electrodes formed thereon; and
An electrode formed on an upper surface between the plurality of pillars among the upper side surfaces of the housing, is formed to a length that is not in contact with the lower surface of the housing, moves according to the movement of the air, and is formed on at least one pillar among the plurality of pillars; a film that is rubbed to generate frictional energy;
The electrodes formed on each of the plurality of pillars are
It is formed at a position in friction with the film according to the movement of the film,
The electrode formed on any one of the plurality of pillars has
A polymer material to which different amounts of carbon dioxide gas molecules are attached is coated according to the type of the respiratory movement,
The electrical information of the electrode coated with the polymer material among the plurality of pillars is changed according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the electrode by carbon dioxide gas molecules according to the type of the respiratory movement, and the polymer material among the plurality of pillars is The electrical information of the uncoated electrode is not changed because the carbon dioxide gas molecules are not attached to the electrode and maintains the original value, so the difference between the electrical information of the first electrode and the electrical information of the second electrode occurs, Characterized in that it is possible to determine whether the type of the respiratory movement is an inhalation or an exhalation according to the difference
respiration sensor.
상기 사용자의 호흡 운동에 의해 발생된 공기의 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 상기 전극의 전기 정보를 측정하여 상기 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단하는 호흡 운동 모니터링 장치를 포함하고,
상기 복수의 기둥 각각에 형성된 전극은
상기 필름의 움직임에 따라 상기 필름과 마찰되는 위치에 형성되고,
상기 복수의 기둥 중 어느 하나의 기둥의 전극에는
상기 호흡 운동의 종류에 따라 서로 다른 양의 이산화탄소 기체 분자가 부착되는 고분자 소재가 코팅되고,
상기 호흡 운동 모니터링 장치는
상기 복수의 기둥 중 상기 고분자 소재가 코팅된 전극의 전기 정보는 상기 호흡 운동의 종류에 따라 이산화탄소 기체 분자가 전극에 부착되어 이산화탄소 기체 분자의 양에 따라 변경되고, 상기 복수의 기둥 중 상기 고분자 소재가 코팅되지 않은 전극의 전기 정보는 상기 이산화탄소 기체 분자가 전극에 부착되지 않아 변경되지 않고 원래의 값을 유지함에 따라 제1 전극의 전기 정보 및 제2 전극의 전기 정보의 차이를 이용하여 상기 호흡 운동의 종류가 들숨인지 또는 날숨인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는
호흡 측정 센서를 이용한 호흡 운동 모니터링 시스템.A housing that receives air generated by the user's breathing movement and receives air generated by the user's breathing movement is formed, the housing is formed on the lower side of the housing and spaced apart by a certain distance, respectively, and the A plurality of pillars each having electrodes formed thereon and an upper surface between the plurality of pillars among the upper surfaces of the housing, the lower surface of the housing Respiratory measurement sensor comprising a film formed in a non-contact length and moved according to the movement of the air and the electrode formed on at least one of the plurality of pillars in friction; and
A respiratory movement monitoring device for determining whether the type of respiratory movement is an in-breath or an out-breath by measuring the electrical information of the electrode according to the amount of carbon dioxide gas molecules in the air generated by the user's respiratory movement,
The electrodes formed on each of the plurality of pillars are
It is formed at a position in friction with the film according to the movement of the film,
The electrode of any one of the plurality of pillars has
A polymer material to which different amounts of carbon dioxide gas molecules are attached is coated according to the type of the respiratory movement,
The respiratory movement monitoring device is
The electrical information of the electrode coated with the polymer material among the plurality of pillars is changed according to the amount of carbon dioxide gas molecules attached to the electrode by carbon dioxide gas molecules according to the type of the respiratory movement, and the polymer material among the plurality of pillars is The electrical information of the uncoated electrode does not change because the carbon dioxide gas molecules are not attached to the electrode and maintains the original value, so the difference between the electrical information of the first electrode and the electrical information of the second electrode is used to determine the breathing movement. Characterized in determining whether the type is inhalation or exhalation
Respiratory movement monitoring system using respiration sensor.
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