[实用新型]一种基于光纤环形腔的BCG探测装置

说明书

本实用新型涉及一种基于光纤环形腔的BCG探测装置，属于检测技术领域，解决了现有微弯光纤BCG传感器中的光源光功率波动会引入测量误差的问题。基于光纤环形腔的BCG探测装置包括：脉冲光源，与光纤环形腔的信号输入端连接；光纤环形腔，在信号输入端和信号输出端之间的第一光纤部分的下方铺设纤维网格结构构成微弯光纤传感器；以及光电探测器，与光纤环形腔的信号输出端连接以接收第二光脉冲信号并转换为电信号。在原有微弯光纤BCG传感器的基础上融入光纤环形腔，通过光纤环形腔的衰落时间获得BCG信号，从而抑制光源光功率波动导致的测量误差。

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于光纤环形腔的BCG探测装置。

背景技术

生命四大体征包括呼吸、脉搏、体温和血压，是标志生命活动存在与质量的重要征象，是评估身体的重要项目之一。目前生命体征传感技术有光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmo Graphy，PPG)、心电图(Electrocardiography，ECG)和心冲击图(Ballistocardiogram，BCG)等。PPG和ECG信号的监测大多采用皮肤接触式，BCG信号的监测大多采用非皮肤接触式。BCG是心脏搏动和动脉血流动导致的人体表面对外压力的微弱变化，是由心脏的机械活动引起的身体的运动，其规律与心脏周期同步，反映了心血管系统的信息。

感知BCG信号的方法主要有基于压电薄膜感知和基于光纤感知。对于压电薄膜BCG传感器，它易受外界环境干扰，不易实现。对于光纤BCG传感器，它具有灵敏度高、舒适性好和抗电磁干扰等优点。目前已报道的光纤BCG传感器有基于光纤光栅的BCG传感器、基于光纤干涉仪的BCG传感器和基于微弯光纤的BCG传感器。对于基于光纤光栅的BCG传感器，它受限于波长解调设备，不仅体积较大，而且价格昂贵；对于基于光纤干涉仪的BCG传感器，它受限于环境噪声引起参考臂相位漂移；对于基于微弯光纤的BCG传感器，它具有结构简单、成本低等优点，其结构如图1所示，当BCG信号作用在由光纤和网格结构组成的微弯光纤传感器上时，光电探测端的接收光强会随之变化，通过检测光强变化可获得BCG信号，进而获得生命体征信息，但是该系统中的光源光功率波动会引入测量误差。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于光纤环形腔的BCG探测装置，用以解决现有微弯光纤BCG传感器中的光源光功率波动会引入测量误差的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于光纤环形腔的BCG探测装置，包括：脉冲光源，与所述光纤环形腔的信号输入端连接；光纤环形腔，在所述信号输入端和信号输出端之间的第一光纤部分的下方铺设纤维网格结构构成微弯光纤传感器；以及光电探测器，与所述光纤环形腔的信号输出端连接以接收第二光脉冲信号并转换为电信号。

上述方案的有益效果如下：本实用新型在原有微弯光纤传感器的基础上融入光纤环形腔，利用光纤环形腔形成环形光路，使得脉冲光源生成的第一光脉冲信号能够在光纤环形腔中多次环行并不断衰减，相应地，代替通过直接检测光强变化获得BCG信号，通过光纤环形腔的衰落时间获得BCG信号，从而可抑制光源光功率波动导致的测量误差。

基于上述方案的进一步改进，所述光纤环形腔还包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和光纤环形腔的第二光纤部分，其中，所述第一光纤耦合器，用作所述信号输入端；所述第一光纤部分，与所述第一光纤耦合器的第一端和所述第二光纤耦合器的第一端连接；所述第二光纤部分，与所述第一光纤耦合器的第二端和所述第二光纤耦合器的第二端连接以构成封闭式的光纤环形腔；以及所述第二光纤耦合器，用作所述信号输出端。

基于上述方案的进一步改进，所述微弯光纤传感器还包括上部柔性外罩和下部柔性外罩，其中，所述上部柔性外罩，设置在所述第一光纤部分上方并与所述第一光纤部分的上表面接触；以及所述下部柔性外罩，设置在所述纤维网格结构下方并与所述纤维网格结构的下表面接触。