[实用新型]一种基于光纤光栅的脚底压力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脚底压力测量装置，尤其涉及一种基于光纤光栅的脚底压力测量装置。

背景技术

脚底压力作为一项重要的生理参数在相关足疾诊断、人体步态分析甚至其他疾病诊断起着重要的作用。精确测量脚底压力对相关步态分析以及疾病诊断有着较大的影响。目前，脚底压力测量装置多采用应变片式或压电式压力传感器测量压力，其测量精度有限，使用寿命短，制造复杂，且压力传感器具有一定体积，置于鞋底影响脚底舒适性。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于光纤光栅的脚底压力测量装置，其特点是结构简单、尺寸小、精度高。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于光纤光栅的脚底压力测量装置，包括鞋底(1)，光源(9)，隔离器(15)，光纤光栅传感器(5)、(6)、(7)，光分路器(11)、(18)、(19)、(20)，多光路开关(2)，信号解调器(3)，计算机(8)。在鞋底(1)的鞋跟处安装光纤光栅传感器(7)，在第一跖骨处安装光纤光栅传感器(6)，第五跖骨处安装光纤光栅传感器(5)。光源(9)通过光纤(1000)连接隔离器(15)，隔离器(15)通过光纤(1001)连接一分三光分路器(11)。一分三光分路器(11)引出光纤(1002)、(1003)、(1004)，光纤(1002)连接到一分二光分路器(19)，一分二光分路器(19)通过光纤(1007)连接到光纤光栅传感器(6)，通过光纤(1008)连接到多光路开关(2)；光纤(1003)连接到一分二光分路器(20)，一分二光分路器(20)通过光纤(1005)连接到光纤光栅传感器(7)，通过光纤(1010)连接到多光路开关(2)；光纤(1004)连接到一分二光分路器(18)，一分二光分路器(18)通过光纤(1006)连接到光纤光栅传感器(5)，通过光纤(1009)连接到多光路开关(2)。多光路开关(2)通过光纤(1011)连接到信号解调器(3)，信号解调器(3)通过电线(4)连接到计算机(8)对解调后的信号进行相应处理，获得脚底压力参数。

所述的光纤光栅传感器(5)、光纤光栅传感器(6)、光纤光栅传感器(7)其结构大小以及规格都相同，均采用光栅(14)封装于波纹管(12)密封保护的聚合物(13)基底中，通过聚合物(13)对外界压力的感知传递到光栅(14)上实现压力增敏。

所述的信号解调器(3)是基于可调谐F-P腔法。

本实用新型的有益效果是：该装置尺寸小、结构简单，方便测量与制造，以及高可靠性和长的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为光纤光栅传感器切面图；

图3为信号解调器原理图。

附图中：1为鞋底；2为多路光开关；3为信号解调器；4为电线；5、6、7为三个相同的光纤光栅传感器；8为计算机；9为光源；10、1000、1001、1002、1003、1004、1005、1006、1007、1008、1009、1010、1011均为光纤；11为一分三光分路器；12为波纹管；13为聚合物；14为光栅；15隔离器；16为探测器；17为可调谐F-P腔；18、19、20为一分二光分路器。

具体实施方式

以下结合本发明的结构原理和工作原理作详细说明：

图1中，一种基于光纤光栅的脚底压力测量装置，包括鞋底1，光源9，隔离器15，光纤光栅传感器5、6、7，光分路器11、18、19、20，多光路开关2，信号解调器3，计算机8。在鞋底1的鞋跟处安装光纤光栅传感器7，在第一跖骨处安装光纤光栅传感器6，第五跖骨处安装光纤光栅传感器5。光源9通过光纤1000连接隔离器15，隔离器15通过光纤1001连接一分三光分路器11。一分三光分路器11引出光纤1002、1003、1004，光纤1002连接到一分二光分路器19，一分二光分路器19通过光纤1007连接到光纤光栅传感器6，通过光纤1008连接到多光路开关2；光纤1003连接到一分二光分路器20，一分二光分路器20通过光纤1005连接到光纤光栅传感器7，通过光纤1010连接到多光路开关2；光纤1004连接到一分二光分路器18，一分二光分路器18通过光纤1006连接到光纤光栅传感器5，通过光纤1009连接到多光路开关2。多光路开关2通过光纤1011连接到信号解调器3，信号解调器3通过电线4连接到计算机8对解调后的信号进行相应处理，获得脚底压力参数。