光纤感应组件及生命体征监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种光纤感应组件及生命体征监测装置，利用“S”形弯曲的光纤灵敏度较高的特点，监测信号较强的呼吸信号，利用螺旋形弯曲和“8”字形弯曲的光纤灵敏度相对较低的特点，监测信号较弱的心率信号，二者分开监测，可降低呼吸震颤对心跳信号影响；将“S”形弯曲的光纤和螺旋形弯曲或“8”字形弯曲的光纤交叉设置，一方面可提高螺旋形弯曲和“8”字形弯曲的光纤灵敏度，提高对心跳的监测灵敏度；另一方面可节省光纤盘绕的面积，适应人体胸腔较小的监测面积；第三方面，无需增加其他的增敏组件，节省成本的同时，降低增敏组件损坏导致的问题出现几率；采用小芯径光纤，其相较于大芯径光纤，其灵敏度更高，对心跳的监测更加精准。

Optical fiber sensing components and vital signs monitoring device

The invention provides an optical fiber sensing component and a vital sign monitoring device, which uses the characteristics of high sensitivity of \s\ shaped bent optical fiber, strong respiratory signal monitoring, relatively low sensitivity of spiral shaped bent and \8\ shaped bent optical fiber, weak heart rate signal monitoring, and the two can be monitored separately to reduce the impact of respiratory tremor on heart rate signal Ring; cross setting the \s\ shaped bent optical fiber with the spiral bent or \8\ shaped bent optical fiber, on the one hand, it can improve the sensitivity of the spiral bent and the \8\ shaped bent optical fiber, and improve the monitoring sensitivity of the heartbeat; on the other hand, it can save the area of the optical fiber winding, and adapt to the smaller monitoring area of the human chest; on the third hand, it does not need to add other sensitization components, At the same time of cost saving, it reduces the probability of problems caused by the damage of sensitizer components; using small core diameter fiber, compared with large core diameter fiber, it has higher sensitivity and more accurate monitoring of heartbeat.

【技术实现步骤摘要】
光纤感应组件及生命体征监测装置
本专利技术涉及人体生命体征监测领域，尤其涉及一种光纤感应组件及生命体征监测装置。
技术介绍
随着社会经济技术的发展及人们对生活质量要求的提高，人们对自身健康进行检测的需求不断增大。呼吸率和心率是最基本的人体生命体征，人体的病态体征往往会从异常的呼吸率和心率上反映出来，因此，实现呼吸率和心率的日常实时监测对人体健康评估和疾病预防有着重要意义。长时间的呼吸率和心跳监测可使受监测者的健康状态被实时监测掌握，但传统监测系统大都使用接触式的穿戴式设备，用户体验差，监测时不仅干扰受监测者生活，其监测效果准确性也受限。近年来，非接触式监测系统发展迅速。基于光纤传感原理的传感系统具有灵敏度高、舒适性好、抗电磁干扰的特点，但目前基于光纤光栅传感器的监测装置系统结构和制作工艺复杂，获取的信号需要经过波长解调，导致系统成本过高、解调方法复杂。而基于干涉原理的监测系统要么需要经过相位解调，导致解调方法复杂，系统成本高，要么干涉信号极易受环境、偏振和相位衰落影响无法准确地提取出完整的呼吸与心跳信号。基于光纤弯曲损耗原理的检测系统可降低光相位衰落和偏振影响，对于呼吸与心跳信号等生命体征的监测更加准确。在实际监测过程中发现，由于呼吸过程中产生的震颤作用较强，而心跳信号较微弱，导致心跳信号难以从混合了呼吸和噪声的信号中分离出来，心率信号监测准确性较低，且难以保证呼吸和心率信号的同步解调。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种降低呼吸震颤对心跳信号影响的光纤感应组件及生命体征监测装置。本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供了一种光纤感应组件，其包括至少一根传感光纤(1)，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。在以上技术方案的基础上，优选的，所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。在以上技术方案的基础上，优选的，所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。在以上技术方案的基础上，优选的，所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段和呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段分别与呈螺旋形弯曲的行线段和呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。在以上技术方案的基础上，优选的，所述呈“S”形弯曲的行线段最小弯曲半径2cm，所述呈螺旋形弯曲的行线段与呈“8”字形弯曲的行线段最小弯曲半径2.5cm。在以上技术方案的基础上，优选的，所述传感光纤(1)芯径小于或等于5μm。进一步优选的，所述传感光纤(1)芯径为5μm。第二方面，本专利技术提供了一种生命体征监测装置，其包括激光光源(2)、光电转换模块(3)和生命体征信号提取与分析模块(4)，还包括权利要求1所述的光纤感应组件，激光光源(2)，发射激光到传感光纤(1)；传感光纤(1)，分别连接激光光源(2)和光电转换模块(3)，在承受外界压力后弯曲，传感光纤(1)中传输的光信号在弯曲部位处损耗而被调制；光电转换模块(3)，连接生命体征信号提取与分析模块(4)，将光信号转换为电信号；生命体征信号提取与分析模块(4)，从电信号中提取出生命体征信息。进一步优选的，还包括蓝牙通讯模块(5)和智能终端(6)，所述蓝牙通讯模块(5)分别连接生命体征信号提取与分析模块(4)和智能终端(6)，智能终端(6)对生命体征信号提取与分析模块(4)得到的生命体征信息进行显示，并在生命体征信息超过预设值时发送警示信息。更进一步优选的，所述传感光纤(1)内置于但不限于坐垫、床垫、鞋垫和枕头中。进一步优选的，所述传感光纤(1)承受外界压力的方式包括但不限于非穿戴式和非侵入式。本专利技术的光纤感应组件及生命体征监测装置相对于现有技术具有以下有益效果：(1)利用“S”形弯曲的光纤灵敏度较高的特点，监测信号较弱的心率信号，利用螺旋形弯曲和“8”字形弯曲的光纤灵敏度相对较低的特点，监测信号较强的呼吸信号，二者分开监测，可降低呼吸震颤对心跳信号影响；(2)将“S”形弯曲的光纤和螺旋形弯曲或“8”字形弯曲的光纤交叉设置，一方面可提高螺旋形弯曲和“8”字形弯曲的光纤灵敏度，提高对心跳的监测灵敏度；另一方面可节省光纤盘绕的面积，适应人体胸腔较小的监测面积；第三方面，无需增加其他的增敏组件，节省成本的同时，降低增敏组件损坏导致的问题出现几率；(3)采用小芯径光纤，其相较于大芯径光纤，其灵敏度更高，对心跳的监测更加精准。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1的传感光纤的示意图；图2为本专利技术实施例2的传感光纤的示意图；图3为本专利技术实施例3的传感光纤的示意图；图4为本专利技术实施例4的传感光纤的示意图；图5为本专利技术实施例5的传感光纤的示意图；图6为本专利技术的生命体征监测装置的示意图；图7为本专利技术实施例1～5的呼吸和心跳监测图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。如图3～5所示，本专利技术的光纤感应组件，其包括至少一根传感光纤1。所述传感光纤1包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。呼吸会引起人体胸腔的扩张与收缩，这种强烈的振动会通过全身传导出去，导致对传感光纤1的挤压弯曲变形，心跳会引发人体全身动脉血管的微振动，这种微小的振动也会产生对传感光纤1的挤压。人体胸腔呼吸过程中产生的振动信号是很强烈的，而心跳引发的振动相对要微弱很多，因此在胸腔附近测得的信号中，呼吸信号会严重干扰到心率信号。本专利技术利用“S”形弯曲的光纤灵敏度较高的特点，监测信号较强的呼吸信号，利用螺旋形弯曲和“8”字形弯曲的光纤灵敏度相对较低的特点，监测信号较弱的心率信号，二者分开监测，压制呼吸信号，增强心跳信号，可降低呼吸震颤对心跳信号影响。将“S”形弯曲的光纤和螺旋形弯曲或“8”字形弯曲的光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤感应组件，其包括至少一根传感光纤(1)，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤感应组件，其包括至少一根传感光纤(1)，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段或呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。


2.如权利要求1所述的光纤感应组件，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈螺旋形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。


3.如权利要求1所述的光纤感应组件，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段与呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。


4.如权利要求1所述的光纤感应组件，其特征在于：所述传感光纤(1)包括呈“S”形弯曲的行线段，以及呈螺旋形弯曲的行线段和呈“8”字形弯曲的行线段，所述呈“S”形弯曲的行线段分别与呈螺旋形弯曲的行线段和呈“8”字形弯曲的行线段相互串联并上下交叉。


5.如权利要求1所述的光纤感应组件，其特征在于：所述呈“S”形弯曲的行线段最小弯曲半径2cm，所述呈螺旋形弯曲的行线段与呈“8”字形弯曲的行线段最小弯曲半径2.5cm。


6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国良，李政颖，赵涛，王加琪，
申请(专利权)人：黄国良，
类型：发明
国别省市：安徽;34