1. 研究目的与意义(文献综述)
光纤传感器是一种将被测对象状态转变为光信号的传感器,光源入射的光束经过光纤送入调制器中,在调制器内与外界因素相作用使得光束中光的强度、频率、相位、波长、偏振态发生了变化,再经光纤送入器件解调即可得到外界影响的参数。基于光纤的传感器与传统的电子传感器相比,能够在不受外界环境中电磁波影响,同时还具有小尺寸、极轻重量、几乎无噪声、响应速度快、信号容量大、超高可靠性等优点[1][15],能很好的将生理信号从含噪环境中提取、分离出来[2]。
本课程设计目的是凸显光纤传感器相对于传统电子传感器性能上的优越性,将基于光纤的传感器应用在生命体征的检测中,使用相对于光纤光栅更加优秀的sms光纤结构设计传感器,搭建基于sagnac环的传感器监测生命体征的系统光路,以高精度测量人体的呼吸、心率,并对光路进行优化,减小呼吸与震动信号间的串扰,最终实现小尺寸、易携带、高精度生命体征监测设备的制作[6][8][9][14]。
光纤传感器大致上分为光纤自身传感器和利用光纤的传感器两种,如今,一种基于单模—多模—单模光纤(sms)结构的传感器引起了越来越多人的关注,它在传感领域拥有重要价值和巨大潜力,因此成为了各国学者关注的焦点[5]。
2. 研究的基本内容与方案
研究目标:
本研究的基本内容是设计一种基于光纤传感的生命体征监测方案,搭建基于sms光纤和sagnac环的系统光路的光纤传感器,主要监测人的心率、呼吸,通过研究外界因素对光纤传感器中光信号强度、偏振等属性的关系,实现用光纤传感器以较小的误差测量震动的方法,优化光路以减小呼吸信号与心率信号间的串扰,并分离出两者信号,最终制作该装置,从而实现基于sms的光纤传感器在人体健康方面的应用,凸显出光纤传感相对于电子传感的优越性以及它在传感信息领域的巨大潜力。
主要内容:
3. 研究计划与安排
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第1周—第4周 搜集资料,撰写开题报告;
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第5周—第6周 论文开题;
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[1]游赐天. 模间干涉型传感器在安防系统中的应用研究[d].华侨大学,2019.
[2]赵荣建,汤敏芳,陈贤祥,杜利东,曾华林,赵湛,方震.基于光纤传感的生理参数监测系统研究[j].电子与信息学报,2018,40(09):2182-2189.
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