[发明专利]一种基于D型塑料光纤的可穿戴呼吸监测设备

说明书

本发明涉及一种基于D型塑料光纤的可穿戴呼吸监测设备。所述设备包括光源、塑料光纤、固定带、固定块、固定板、光电探测器模块、信号采集模块和终端；光源通过塑料光纤与光电探测器模块的输入端连接，光电探测器模块的输出端与信号采集模块的输入端连接，信号采集模块的输出端与终端连接；固定带通过固定部固定在使用者的腹部位置，并使固定板位于腹部中间；传感区域根据使用者呼吸引起的腹部形变而产生弯曲变形，引起光线逸出增多，进而使光电探测器模块输出的电压值发生变化，信号采集模块将电压变化值传送到终端，终端根据电压变化值监测使用者的呼吸率。本发明具备低成本、可穿戴、灵敏度高的特点。

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种基于D型塑料光纤的可穿戴呼吸监测设备。

背景技术

呼吸是生命的重要标志。监测人体呼吸为健康评估、诊断和治疗呼吸系统疾病提供关键信息。呼吸率为非侵入性诊断提供了宝贵的信息，例如，呼吸率是通过计算一分钟内的呼吸脉冲数(即每分钟呼吸次数)来测量的，对于健康的成年人来说，通常在14-22次之间。因此，在日常生活中对人的呼吸率进行检测显得越来越重要。

目前常见的用于监测呼吸的方式有以下几种：

1.湿度传感器

人的呼吸会增加周围环境的湿度或水量。呼吸中水分子浓度的变化为湿度传感器跟踪呼吸提供了潜在信号。可伸缩式湿度传感器通过将湿度变化转化为电信号来检测呼吸。湿度传感器通常分为电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器，电阻式湿度传感器响应速度快、体积小，但在低湿范围难以检出，且容易受到干扰影响；电容式湿度传感器响应速度快，湿度的滞后量小，但精度较低。

2.压力传感器

附在鼻孔下方皮肤上或安装在面罩上的压力传感器提供了一种监测呼吸的方法。在呼吸过程中，来自鼻腔的气流对传感器产生压力，导致其电气反应发生变化。但这些传感器需要外部电源为其工作提供动力，很难同时实现高灵敏度和可伸缩性。

基于上述问题，亟需提供一种低成本、可穿戴、灵敏度高的呼吸监测设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于D型塑料光纤的可穿戴呼吸监测设备，具备低成本、可穿戴、灵敏度高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于D型塑料光纤的可穿戴呼吸监测设备，包括：光源、塑料光纤、固定带、固定块、固定板、光电探测器模块、信号采集模块和终端；

所述光源通过所述塑料光纤与所述光电探测器模块的输入端连接，所述光电探测器模块的输出端与所述信号采集模块的输入端连接，所述信号采集模块的输出端与所述终端连接；

所述塑料光纤包括传感区域；所述传感区域为所述塑料光纤进行侧抛处理的区域；所述传感区域固定在固定板上，所述固定板的光纤进口和光纤出口均设置固定块，所述固定板缝制在所述固定带上；

所述固定带通过固定部固定在使用者的腹部位置，并使所述固定板位于腹部中间；所述传感区域根据所述使用者呼吸引起的腹部形变而产生弯曲变形，引起光线逸出增多，进而使所述光电探测器模块输出的电压值发生变化，所述信号采集模块将电压变化值传送到所述终端，所述终端根据所述电压变化值监测所述使用者的呼吸率。

可选的，所述塑料光纤的外径为1.3mm，纤芯直径为1mm。

可选的，所述传感区域的侧抛长度为1cm-6cm，侧抛深度为0.2mm-0.8mm。

可选的，所述光源为发光二极管。

可选的，所述固定块为凝固的AB胶，所述固定块用于固定传感区域。

可选的，所述固定板为透明的塑料板。