一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器的制作方法

本发明涉及一种光纤压力传感器，特别指一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器。

背景技术：

1980年j.n.fields和j.h.cole首先提出了光纤微弯传感器的原理。它的工作原理是基于光纤的微弯而产生的光强损耗，具体为当光纤微弯时，发生模式藕合，导模散射为辐射模，从而产生微弯损耗。光纤微弯传感器目前已经广泛的应用于测量各种物理参数，如压力、位移等；光纤微弯传感器相对于一般电传感器具有灵敏度更高、抗电磁干扰、耐腐蚀、安全性高等的优点。

公开号cn102573615的中国发明专利公开了一种“生命特征检测装置和用于检测生命特征的方法”，其中主要技术关键是光纤微弯传感器，该传感器是利用两片网状编织材料夹住盘绕的信号光纤，由于两片网状编织材料表面凹凸不平，当施加压力时，两片网状材料互相挤压，使夹在中间的光纤发生微弯，从而产生微弯效应使光纤中传输的光强衰减。该方案存在如下缺点：1，其所使用的网状材料的网格从理论上不能太大，一般在1毫米以内。因此用于编织网状材料的聚酯丝线很细，使得网状材料的凹凸高差很小，相应光纤所产生的微弯形变也很小，造成该传感器的灵敏度相对不高,如要提高灵敏度必需增加光纤的长度，这样势必造成大批量生产的困难。2，由于网状编织材料比较柔软，对光纤盘的支撑和保护较差，为保护光纤及方便使用，必须在整个结构的上下两端加上两片相对硬质材料来支撑和保护光纤盘，使得该方案结构共有五层，这就使得材料成本和生产工序的增加，不利于降低成本和大批量生产。

另一发明专利us9,655,526b2，是在cn102573615专利的基础上，采用一边柔性材料片，一边网状编织材料夹持住光纤盘。当施加压力时，柔性材料会变形挤压网状材料并使所夹持的光纤发生微弯，从而产生微弯效应使光纤中传输的光强衰减。该方案由于同样使用了网状编织材料，与cn102573615专利一样，会产生同样的缺点。

本发明采用了一种创新的方案，不再使用网状聚酯编织材料，所制作的光纤传感器只有三层结构，结构更加简单，灵敏度更高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器，实现简化传感器的结构、降低成本、提高灵敏度。

本发明是这样实现的：一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器，包括一光纤以及两个塑料夹持片；所述光纤盘绕于两所述塑料夹持片之间。

进一步，所述塑料夹持片的夹持面通过热压轧的方法设有复数凹凸纹痕。

进一步，所述光纤为单模光纤或者多模光纤。

进一步，在所述的两片夹持片之间引出头尾两根光纤，其长度可根据需要决定。

进一步，在所述的头尾两根光纤上套上保护套管，并在两根光纤的端头上装上光纤适配器，以便与光收发器和信号处理器连接。

进一步，将所述的两片塑料夹此片的四边用胶粘合，或用热熔接的方式将四边融接。

综上，构成了一个完整的监测人体生命体征参数的光纤传感器。

本发明的优点在于：

1、通过表面设有纹痕的塑料片夹持所述光纤，相较于聚酯网状编织材料成本更加低廉。

2、通过所述塑料片夹持片表面设有凹凸纹痕，可以将凹凸纹痕的凹凸高差制作的相对较大，提高了光纤微弯传感器的灵敏度，减少了光纤的使用量，降低了成本和绕制光纤盘的工作量。

3、通过所述塑料夹持片夹持光纤，对光纤起到有效的支撑和保护，整个结构只需三层，不需另加保护、支撑层，节约了材料，减少了生产工序，便于大批量生产。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器的结构示意图。

图2是本发明塑料夹持片的结构示意图。

图3是本发明一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器的剖视图示意图。

图4是本发明一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器与光收发器链接及联网示意图。

图5是本发明一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器在实际人体生命体征参数测试中所得原始信号图实例。

标记说明：

100-光纤微弯传感器，1-光纤，2-塑料夹持片，21-凹凸纹痕。

具体实施方式

参照图1至图5所示，本发明一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器100的较佳实施例，包括一光纤1以及两个塑料夹持片2；所述光纤1盘绕于两所述塑料夹持片2之间，所述光纤1的盘绕长度可以依据实际需求设置。光纤的两端从两片夹持片中引出，引出的光纤长度可按需要确定。将引出的光纤套上保护套管，并在两引出光纤的端点装上光纤适配器，用于与光收发器连接。两片所述塑料夹持片2的四边对齐，所述塑料夹持片2的四周通过粘结剂粘结，大规模生产时，可用高频吸塑机将两片所述塑料夹持片2的四边进行熔合。

所述塑料夹持片2的夹持面设有复数条凹凸纹痕21，所述凹凸纹痕21的图形可以依据实际需求设置。通过表面设有所述凹凸纹痕21的塑料夹持片2夹持所述光纤1；所述凹凸纹痕21的深浅以及粗细可依据实际需求设置；由于所述纹痕21是塑料材质，使得所述纹痕21具有一定硬度，所述两片塑料夹持片2上的凹凸纹痕21互相交错，受力时挤压所夹持的光纤，迫使光纤1产生微弯；通过所述塑料夹持片2夹持光纤1，便于密封防尘，且所述塑料夹持片2具有一定的硬度和韧性，对所述光纤1起到有效的支撑和保护，无需另加外封装保护层。

所述光纤1为单模光纤或者多模光纤。

本发明工作原理：

人体躺卧时，将所述光纤传感器100置于人体下方靠近人体的心脏部位。当人体心脏跳动、呼吸及体动时，施加在所述光纤传感器100上的压力就会变化。由于压力的变化会通过所述塑料夹持片2上的凹凸纹痕21迫使所述光纤1产生微弯程度上的变化，进而导致所述光纤1中信号光强的变化，通过获取变化的信号并通过软件算法程序的计算即可得到心率、呼吸以及体动等人体体征参数，进一步对这些参数进行分析可以对人的睡眠质量进行评价。图5是应用本发明的光纤传感器进行人体体征参数测试所得到的原始信号实例，从图中可清晰地看到人体心动信号和呼吸曲线。图4给出了本发明光纤传感器在实际应用中各器件的连接及无线联网的方框图，通过联网可对人体进行远程无线遥测，实时获得被测人的生命特征参数及其睡眠状态。因此，所述的光纤传感器可广泛应用于医疗、健康、养老等领域。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种用于监测人体生命体征参数的光纤微弯传感器，包括一光纤以及两个塑料夹持片；所述光纤盘绕于两所述塑料夹持片之间，两塑料夹持片的夹持面上轧制有纹痕。本发明的优点在于：结构简单、材料和生产成本低、灵敏度高。

技术研发人员：李渭
受保护的技术使用者：福州新易达光电科技有限公司
技术研发日：2019.01.30
技术公布日：2019.04.16