一种波分复用光纤心冲击图传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种波分复用光纤心冲击图传感器，包括MCU微处理器电路、第一光源发生器、第二光源发生器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一波分复用器、第二波分复用器、双端口模式干涉光纤组件及终端；所述双端口模式干涉光纤组件包括第一端口和第二端口；所述MCU微处理器电路连接所述终端。应用本技术方案可实现有效地降低测量过程中各种噪声带来的干扰和误报。的干扰和误报。的干扰和误报。

【技术实现步骤摘要】
一种波分复用光纤心冲击图传感器


[0001]本技术涉及光纤传感
，特别是一种波分复用光纤心冲击图传感器。

技术介绍

[0002]光纤心冲击图传感器，可以无感监测人体或动物的生命体征参数(如呼吸率、心率和体动等)，不需要身体皮肤的直接接触即可测量。光纤心冲击图传感器主要有微弯光纤心冲击图传感器，光纤光栅心冲击图传感器，传统光纤干涉仪心冲击图传感器，光纤模式干涉心冲击图传感器等。这些传感器目前面临的主要问题是心冲击图信号消逝和外界干扰的问题。最近发表的论文(Noninvasive Measurement of Heart Rate and Respiratory Rate for Perioperative Infants,J.Lightwave Technol.37,2807
‑
2814,2019；Assessment of Heart Rate and Respiratory Rate for Perioperative Infants Based on ELC Model,IEEE Sensors Journal,vol.21,no.12,pp.13685
‑
13694,June 15,2021；Deep learning
‑
based ballistocardiography
[0003]reconstruction algorithm on the optical fiber sensor，Optics Express Vol.30,No.8，pp13121，11Apr2022.)利用深度学习模型来解决心冲击图信号消逝和外界干扰问题。尽管深度学习方法很好，但是建立的模型需要大量的数据训练。针对不同的人群不同的应用，需要不同人群或应用的数据重新训练模型。中国专利技术专利申请202010741628.2利用一种凹凸降噪构件的光纤心冲击图传感器，试图利用双通道硬件的方法来解决心冲击图信号消逝和外界干扰问题。该专利技术需要双光纤回路。
[0004]美国专利US 6,498,652 B1提出用光纤干涉仪监测人体呼吸率和心率。缺点是所提出的光纤干涉仪系统不够紧凑，参考臂和传感臂之间需要分开、隔离。基于光纤模式干涉的心冲击图传感器(CN210144637U，CN107854119A，“XuW，et al.，Long modal interference in multimode fiber and its application in vital signs monitoring，Optics Communications，2020,474:126100”)，结构简单，参考臂和传感臂之间不需要分开、隔离。但是这些专利和方法从硬件原理方面来看如果不采用复杂的硬件相位补偿方法等都不能解决心冲击图信号消逝的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种波分复用光纤心冲击图传感器，实现有效地降低测量过程中各种噪声带来的干扰和误报。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种波分复用光纤心冲击图传感器，包括MCU微处理器、第一光源发生器、第二光源发生器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一波分复用器、第二波分复用器、双端口模式干涉光纤组件及终端；所述双端口模式干涉光纤组件包括第一端口和第二端口；所述MCU微处理器连接所述终端；
[0007]所述第一光源发生器的两端分别连接MCU微处理器和第一波分复用器，所述第一光电探测器的两端分别连接MCU微处理器电路和第一波分复用器；所述第二光源发生器的
两端分别连接MCU微处理器电路和第二波分复用器，所述第二光电探测器的两端分别连接MCU微处理器和第二波分复用器；所述第一波分复用器的另一端通过第一光纤连接器连接所述第一端口，所述第二波分复用器的另一端通过第二光纤连接器连接所述第二端口。
[0008]在一较佳的实施例中，所述双端口模式干涉光纤组件包括第一传感回路、第二传感回路及第三传感回路。
[0009]在一较佳的实施例中，第一光源从第一光源发生器发射通过第一波分复用器和第一光纤连接器入射到双端口模式干涉光纤组件的第一端口，第一光源经过第一传感回路、第二传感回路及第三传感回路，再经由第二端口输出至第二光纤连接器及第二波分复用器到达第二光电探测器。
[0010]在一较佳的实施例中，第二光源从第二光源发生器发射通过第二波分复用器和第二光纤连接器入射到双端口模式干涉光纤组件的第二端口，第二光源经过第三传感回路、第二传感回路以及第一传感回路，再经由第一端口输出至第一光纤连接器及第一波分复用器到达第一光电探测器。
[0011]在一较佳的实施例中，第一光源的波长为λ1，第一光源位于线性工作区域；第二光源的波长为λ2，第二光源位于非线性工作区域。
[0012]在一较佳的实施例中，所述第一光源到达第二光电探测器及第二光源到达第一光电探测器后，形成光电流输出至MCU微处理器电路，所述MCU微处理器电路接收光电流信号处理后输出至终端。
[0013]在一较佳的实施例中，所述第一光源发生器和第二光源发生器具体为激光光源或发光二极管。
[0014]在一较佳的实施例中，所述第二传感回路具体为敏感单元。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0016]1.硬件装置结构具有单纤双通道简单结构，且结构简单易组装,成本低。
[0017]2.双工作点方案能够有效地降低测量过程中各种噪声带来的干扰和误报。
[0018]3.采用光通信元器件成本低廉，易于制造应用和推广。
附图说明
[0019]图1为传感器工作特性曲线工作点示意图；
[0020]图2为传感器工作特性曲线工作点右漂移示意图；
[0021]图3为传感器工作特性曲线工作点左漂移示意图；
[0022]图4为本专利技术装置实施例传感器工作特性曲线双工作点示意图；
[0023]图5为本专利技术装置实施例传感器工作特性曲线双工作点右漂移示意图；
[0024]图6为本专利技术装置实施例传感器工作特性曲线双工作点左漂移示意图；
[0025]图7为本专利技术装置实施例传感器装置结构示意图；
[0026]图8为本专利技术装置实施例传感器工作特性曲线示意图；
[0027]图9为本专利技术装置实施例在线性工作区解调的心冲击图示意图；
[0028]图10为本专利技术装置实施例在非线性工作区解调的心冲击图示意图；
[0029]图11为本专利技术装置实施例在线性工作区解调的6秒心冲击图示意图；
[0030]图12为本专利技术装置实施例在非线性工作区解调的6秒心冲击图示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波分复用光纤心冲击图传感器，其特征在于，包括MCU微处理器电路、第一光源发生器、第二光源发生器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一波分复用器、第二波分复用器、双端口模式干涉光纤组件及终端；所述双端口模式干涉光纤组件包括第一端口和第二端口；所述MCU微处理器电路连接所述终端；所述第一光源发生器的两端分别连接MCU微处理器电路和第一波分复用器，所述第一光电探测器的两端分别连接MCU微处理器电路和第一波分复用器；所述第二光源发生器的两端分别连接MCU微处理器电路和第二波分复用器，所述第二光电探测传感器的两端分别连接MCU微处理器电路和第二波分复用器；所述第一波分复用器的另一端通过第一光纤连接器连接所述第一端口，所述第二波分复用器的另一端通过第二光纤连接器连接所述第二端口。2.根据权利要求1所述的一种波分复用光纤心冲击图传感器，其特征在于，所述双端口模式干涉光纤组件包括第一传感回路、第二传感回路及第三传感回路。3.根据权利要求2所述的一种波分复用光纤心冲击图传感器，其特征在于，第一光源从第一光源发生器发射通过第一波分复用器和第一光纤连接器入射到双端口模式干涉光纤组件的第一端口，第一光源经过第一传感回路、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智浩，杨会成，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：新型
国别省市：