螺旋型塑料光纤呼吸传感器及其制备方法技术

螺旋型塑料光纤呼吸传感器及其制备方法，涉及一种光纤呼吸传感器及其制备方法。螺旋型塑料光纤呼吸传感器包括一根宏弯曲为反向双螺旋的塑料光纤和弹性线性物；反向双螺旋的塑料光纤多点固定于弹性线性物。所述传感器的制备方法：将塑料光纤宏弯曲为反向双螺旋结构，然后将反向双螺旋的塑料光纤多点固定于自然状态的弹性线性物。光纤呼吸检测装置包括激光器、光电探测器、采集卡和计算机，还包括上述螺旋型塑料光纤呼吸传感器。本发明专利技术螺旋型塑料光纤呼吸传感器的长期重复性和可靠性好。纤呼吸传感器的长期重复性和可靠性好。纤呼吸传感器的长期重复性和可靠性好。

【技术实现步骤摘要】
螺旋型塑料光纤呼吸传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种光纤呼吸传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]当前医院最普遍的检查方法是采用呼吸机来测量呼吸参数，上述设备测量虽然准确，但是结构复杂，造价昂贵，而且每次检查的时间只有几分钟。而美国新泽西溪谷医院的心脏病专家Suneet Mittal博士介绍，每次检查几分钟是不够的，并且还容易导致医生根据“短时测量得到的错误数据”做出医疗决策。

技术实现思路

[0003]为了克服现有呼吸检查方法每次检查时间短，只有几分钟，容易导致医生根据“短时测量得到的错误数据”做出医疗决策的问题，本专利技术提供了一种螺旋型塑料光纤呼吸传感器及其制备方法。
[0004]螺旋型塑料光纤呼吸传感器包括一根宏弯曲为反向双螺旋的塑料光纤和弹性线性物；反向双螺旋的塑料光纤多点固定于弹性线性物。
[0005]上述螺旋型塑料光纤呼吸传感器的制备方法如下：
[0006]将塑料光纤宏弯曲为反向双螺旋结构，然后将反向双螺旋的塑料光纤多点固定于自然状态的弹性线性物。
[0007]光纤呼吸检测装置包括激光器、光电探测器、采集卡和计算机，还包括上述螺旋型塑料光纤呼吸传感器；
[0008]激光器的输出连接螺旋型塑料光纤呼吸传感器的输入端口，螺旋型塑料光纤呼吸传感器的输出端口连接光电探测器的输入端口，光电探测器的输出端口连接采集卡的采集端口，数据采集卡的输出接入计算机。
[0009]光纤传感技术具有高绝缘性，结构紧凑、抗电磁干扰、动态范围广、分辨率大和灵敏度高等特点；易于组网、实时测量、在线分辨、分布监测、多参数测量等；具有实时监测功能，可提供良好的医学参考数据。
[0010]本专利技术螺旋型塑料光纤呼吸传感器的制备方法简单，所用材料简单，便于生产。
[0011]本专利技术螺旋型塑料光纤呼吸传感器中光纤产生了一定的宏弯曲，使原本在光纤的未发生宏弯曲部分的光进入光纤的宏弯曲区域时，入射角大于临界角而不再满足全反射条件，一部分光从纤芯透射到包层甚至包层外部环境中，从而导致光纤中传输的光信号功率降低。当振动信号(人体呼吸产生的腹部运动)加载到接触点(人体腹部与螺旋型塑料光纤呼吸传感器的接触位置)会产生周期的损耗信号，再利用快速傅里叶变换(FFT)解调出人体呼吸频率。实验证实本专利技术螺旋型塑料光纤呼吸传感器具有长时间使用的优异重复性和可靠性。
附图说明
[0012]图1是实施例1螺旋型塑料光纤呼吸传感器的实物图；
[0013]图2是实施例2按压标定实验中星型结构设计图；
[0014]图3是实施例2按压标定实验中星型结构的塑料光纤传感器实物图；
[0015]图4是实施例2按压标定实验中星型结构的塑料光纤传感器的按压信号图(60次/min)；
[0016]图5是实施例2人体呼吸测试中光纤呼吸检测装置中的螺旋型塑料光纤呼吸传感器测量到的呼吸信号波形图；
[0017]图6是实施例2人体呼吸测试中呼吸信号经傅里叶变换得到的频谱图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]具体实施方式一：本实施方式螺旋型塑料光纤呼吸传感器包括一根宏弯曲为反向双螺旋的塑料光纤和弹性线性物；反向双螺旋的塑料光纤多点固定于弹性线性物。
[0021]本实施方式对不同螺旋半径的螺旋型塑料光纤呼吸传感器进行拉伸试验，在确保高信噪比的同时，根据弹性线性物拉伸前后光损耗量发现螺旋半径越小，拉伸前后的光强度变化越明显。塑料光纤与弹性线性物之间的固定点是为了避免检测过程中塑料光纤与弹性线性物脱离，固定点具体数量可自行决定。
[0022]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于：反向双螺旋的塑料光纤中反向双螺旋结构的长度T为4～6cm。自然状态下弹性线性物的长度为W，且T+6cm＞W≥T。其他步骤及参数均与具体实施方式一相同。
[0023]T为反向双螺旋结构不受外力情况下的长度。
[0024]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点在于：弹性线性物为弹性绳或螺旋线性伸缩物。其他步骤及参数均与具体实施方式一或二相同。
[0025]本实施方式中所述螺旋线性伸缩物为电话机听筒线或螺旋发圈。
[0026]本实施方式中塑料光纤反向双螺旋结构的半径与螺旋线性伸缩物的半径相匹配。
[0027]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同点在于：弹性线性物表面贴覆有胶带。其他步骤及参数均与具体实施方式一至三之一相同。
[0028]本实施方式弹性线性物表面贴覆的胶带可避免在测试拉伸时造成结构缺陷。
[0029]具体实施方式五：本实施方式光纤呼吸检测装置，包括激光器、光电探测器、采集卡和计算机，还包括具体实施方式一至四之一所述螺旋型塑料光纤呼吸传感器；
[0030]激光器的输出连接螺旋型塑料光纤呼吸传感器的输入端口，螺旋型塑料光纤呼吸传感器的输出端口连接光电探测器的输入端口，光电探测器的输出端口连接采集卡的采集端口，数据采集卡的输出接入计算机。
[0031]所述螺旋型塑料光纤呼吸传感器的弹性线性物的两端分别绑上一条延长绳，且延长绳须无弹性。延长绳用于将螺旋型塑料光纤呼吸传感器绑在人体腹部进行呼吸测试。
[0032]具体实施方式六：本实施方式螺旋型塑料光纤呼吸传感器的制备方法：将塑料光纤宏弯曲为反向双螺旋结构，然后将反向双螺旋的塑料光纤多点固定于自然状态的弹性线性物。
[0033]体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同点在于：弹性线性物表面贴覆有胶带。其他步骤及参数均与具体实施方式六相同。
[0034]实施例1
[0035]本实施例螺旋型塑料光纤呼吸传感器的制备方法：
[0036]将一段处于水平自然状态的电话机听筒线(弹性线性物)固定在实验平台上；在电话机听筒线表面贴一层双面胶，用于固定塑料光纤。将长度为1m的塑料光纤从电话机听筒线的一端(起始端)沿着电话机听筒线的螺旋路径到电话机听筒线的另一端进行缠绕，然后进行反向螺旋式缠绕回到电话机听筒线的起始端，塑料光纤形成反向双螺旋结构，且两端各保留一定长度的塑料光纤用于连接激光器和光电探测器。实物如图1所示。
[0037]本实施例中电话机听筒线(即自然状态下)的长度为8cm，反向双螺旋的塑料光纤中反向双螺旋结构在不受外力情况下的长度为6cm。且本实施例中塑料光纤反向双螺旋结构的半径与电话机听筒线的半径相匹配，塑料光纤反向双螺旋结构的半径为5mm。
[0038]实施例2
[0039]光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于螺旋型塑料光纤呼吸传感器包括一根宏弯曲为反向双螺旋的塑料光纤和弹性线性物；反向双螺旋的塑料光纤多点固定于弹性线性物。2.根据权利要求1所述的螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于反向双螺旋的塑料光纤中反向双螺旋结构的长度T为4～6cm。3.根据权利要求1所述的螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于自然状态下弹性线性物的长度为W，T+6cm＞W≥T。4.根据权利要求1所述的螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于弹性线性物为弹性绳或螺旋线性伸缩物。5.根据权利要求1所述的螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于塑料光纤反向双螺旋结构中螺旋半径＜10mm。6.根据权利要求1所述的螺旋型塑料光纤呼吸传感器，其特征在于塑料光纤反向双螺旋结构中螺旋半径为5mm。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡旭花，肖大勇，李唱，
申请(专利权)人：深圳市富斯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：