[发明专利]一种用于脉搏、心音及呼吸信号检测的光纤光栅传感织物

说明书

技术领域

本发明涉及智能服装技术领域，更具体的说，是涉及一种用于脉搏、心音及呼吸信号检测的光纤光栅传感织物。

背景技术

目前检测人体脉搏的传感器主要有光电容积式脉搏传感器和用压敏电阻或压电薄膜制成的脉搏传感器。其中，光电容积式脉搏传感器一般通过指夹固定在指尖处，不能植入服装中。压敏式和压电薄膜式脉搏传感器灵敏度较低，且具有一定厚度，嵌入服装后影响穿着的舒适性。另外，压敏式和压电薄膜式脉搏传感器易受电磁噪声干扰。

传统心音和呼吸传感器多采用压电式或压阻式传感器，其体积大，嵌入服装后影响穿着的舒适性，而且单一传感器只能采集一种信号。

发明专利201210331015.7是一种膜盒式结构的光纤光栅心音传感器，该传感器由振动膜、环形支架、振动腔和反射壁构成，由于盒体为硬质材料制作，且体积较大，因此影响穿着的舒适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的技术问题，提供一种用于脉搏、心音及呼吸信号检测的光纤光栅传感织物。

本发明用于脉搏、心音及呼吸信号检测的光纤光栅传感织物，包括脉搏敏感元件、内层织物和外层织物，由光纤光栅和片状聚合物构成脉搏敏感元件，片状聚合物沿中线开V型槽，将光纤光栅固定在片状聚合物的V型槽内，片状聚合物材料的弹性大于光纤光栅材料；片状聚合物与内层织物相连，片状聚合物的开槽面朝向内层织物；内层织物弹性大于外层织物，内层织物与外层织物间形成口袋，在口袋中装有硬质塑料材料构成的外轮廓为弧面的填充物，填充物固定在片状聚合物的正上方。

所述织物两端缝有粘扣。

所述片状聚合物边缘处留有圆形缝纫孔，通过缝纫孔将聚合物与内层织物缝纫相连。

所述光纤光栅施加一定预应力后，通过点胶方式将其与片状聚合物粘贴为一体。

本发明将光纤光栅与织物相结合，通过双层织物内嵌填充物的结构增大光纤光栅处局部压力，减小对腕部的整体压力，从而提高穿着的舒适性。较电学脉搏传感器提高了检测灵敏度，能够检测出多个脉搏重波，如图1所示。

本发明利用一根光纤光栅可同时对心音和呼吸信号进行检测，相比电学心音、呼吸传感器，光纤光栅传感器具有体积小、灵敏度高，抗电磁干扰、同时检测心音和呼吸信号等优点。本发明传感织物可织入服装，提高穿着的舒适性。

附图说明

图1是光纤光栅脉搏传感织物检测的脉搏波形；

图2是用于脉搏检测的光纤光栅传感织物结构剖视图；

图3是用于心音/呼吸信号检测的光纤光栅传感织物结构俯视图；

图4是用于心音/呼吸信号检测的光纤光栅传感织物结构侧视图；

图5是心音/呼吸信号传感织物输出的光纤光栅解调信号图；

图6是图5中光纤光栅解调信号经小波处理后提取出的心音信号。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

根据用途，本发明可分为腕带状用于脉搏检测的光纤光栅传感织物、带状用于心音/呼吸信号检测的光纤光栅传感织物，分别进行详细说明。

本发明腕带状用于脉搏检测的光纤光栅传感织物，为两层织物结构。其剖面结构如图2所示。由光纤光栅4-1和片状聚合物长方体4-2构成脉搏敏感元件。聚合物长方体4-2沿中线开V型槽，靠近长边处留有圆形缝纫孔。将光纤光栅4-1放置在聚合物长方体4-2的V型槽内，将光纤光栅4-1施加一定预应力后，通过点胶方式将其与聚合物4-2粘贴为一体，由于聚合物材料的弹性大于光纤光栅材料，因此实现光纤光栅轴向应变的增敏。通过缝纫孔将聚合物4-2与内层织物4-3缝纫相连，聚合物4-2的开槽面朝向内层织物4-3。在聚合物4-2的上方为两层织物，分别为内层织物4-3和外层织物4-4，且内层织物4-3弹性大于外层织物4-4，两层织物间形成口袋4-5，在口袋4-5中装有硬质塑料材料构成的外轮廓为弧面的填充物4-6，填充物4-6固定在聚合物4-2的正上方。腕带织物两端缝有粘扣4-7，用于将腕带固定在手腕处，并通过粘扣4-7调节松紧度。该腕带式传感织物可通过粘扣、拉锁等方式与服装本体袖口处连接。