Wearable Strain Sensor Using Conductive Yarn Sewed on Clothing for Human Respiratory Monitoring

纱线 导电体 材料科学 拉伤 复合材料 呼吸 电阻和电导 医学 内科学 植物 生物
作者
Junyung Park,Sangki Park,Seongcheol Ahn,Yujang Cho,Jong‐Jin Park,Hang‐Sik Shin
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:20 (21): 12628-12636 被引量:24
标识
DOI:10.1109/jsen.2020.3000923
摘要

In this study, we fabricated a wearable strain sensor to monitor human respiration by lock-stitchingstretchable conductive yarn onto a textile substrate. We developed the strain sensor by using conductive yarn consisting of silver-plated and unplated nylon yarns twisted around a lycra fiber with a lock wrinkle structure that could stretch after sewing. The slopes of the strain-stress curves of three fabricated strain sensors with a 10% strain load increased to 121 kPa, 189 kPa, and 241.5 kPa, and the relative change in resistance (AR/R0) of the strain sensor increased from 67% to 116% and from 8% to 109% by respectively applying more tension and fewer locks to the conductive yarn. In addition, as we strained the strain sensor to more than 4,000 cycles, the relative change in resistance decreased by only 6% from its initial value. A respiration measurement test was conducted with the developed sensor to monitor four different respiration patterns: slow (10 bpm), fast (30 bpm), deep, and shallow respiration, and the results were compared to those of reference respiration monitoring devices. Consequently, the proposed stretchable conductive yarn-based strain sensor worked as well as commercial respiration sensors, and its feasibility was demonstrated for use in respiration monitoring for daily living.

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