[發明專利]一種用于脈搏、心音及呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物

有效

• 申請號: 201410740824.2
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104382568A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 張誠;楊昆;苗長云;趙軍發;田新宇;沈子淇
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術領域

本發明涉及智能服裝技術領域，更具體的說，是涉及一種用于脈搏、心音及呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物。

背景技術

目前檢測人體脈搏的傳感器主要有光電容積式脈搏傳感器和用壓敏電阻或壓電薄膜制成的脈搏傳感器。其中，光電容積式脈搏傳感器一般通過指夾固定在指尖處，不能植入服裝中。壓敏式和壓電薄膜式脈搏傳感器靈敏度較低，且具有一定厚度，嵌入服裝后影響穿著的舒適性。另外，壓敏式和壓電薄膜式脈搏傳感器易受電磁噪聲干擾。

傳統心音和呼吸傳感器多采用壓電式或壓阻式傳感器，其體積大，嵌入服裝后影響穿著的舒適性，而且單一傳感器只能采集一種信號。

發明專利201210331015.7是一種膜盒式結構的光纖光柵心音傳感器，該傳感器由振動膜、環形支架、振動腔和反射壁構成，由于盒體為硬質材料制作，且體積較大，因此影響穿著的舒適性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服上述現有技術中存在的技術問題，提供一種用于脈搏、心音及呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物。

本發明用于脈搏、心音及呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物，包括脈搏敏感元件、內層織物和外層織物，由光纖光柵和片狀聚合物構成脈搏敏感元件，片狀聚合物沿中線開V型槽，將光纖光柵固定在片狀聚合物的V型槽內，片狀聚合物材料的彈性大于光纖光柵材料；片狀聚合物與內層織物相連，片狀聚合物的開槽面朝向內層織物；內層織物彈性大于外層織物，內層織物與外層織物間形成口袋，在口袋中裝有硬質塑料材料構成的外輪廓為弧面的填充物，填充物固定在片狀聚合物的正上方。

所述織物兩端縫有粘扣。

所述片狀聚合物邊緣處留有圓形縫紉孔，通過縫紉孔將聚合物與內層織物縫紉相連。

所述光纖光柵施加一定預應力后，通過點膠方式將其與片狀聚合物粘貼為一體。

本發明將光纖光柵與織物相結合，通過雙層織物內嵌填充物的結構增大光纖光柵處局部壓力，減小對腕部的整體壓力，從而提高穿著的舒適性。較電學脈搏傳感器提高了檢測靈敏度，能夠檢測出多個脈搏重波，如圖1所示。

本發明利用一根光纖光柵可同時對心音和呼吸信號進行檢測，相比電學心音、呼吸傳感器，光纖光柵傳感器具有體積小、靈敏度高，抗電磁干擾、同時檢測心音和呼吸信號等優點。本發明傳感織物可織入服裝，提高穿著的舒適性。

附圖說明

圖1是光纖光柵脈搏傳感織物檢測的脈搏波形；

圖2是用于脈搏檢測的光纖光柵傳感織物結構剖視圖；

圖3是用于心音/呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物結構俯視圖；

圖4是用于心音/呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物結構側視圖；

圖5是心音/呼吸信號傳感織物輸出的光纖光柵解調信號圖；

圖6是圖5中光纖光柵解調信號經小波處理后提取出的心音信號。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

根據用途，本發明可分為腕帶狀用于脈搏檢測的光纖光柵傳感織物、帶狀用于心音/呼吸信號檢測的光纖光柵傳感織物，分別進行詳細說明。

本發明腕帶狀用于脈搏檢測的光纖光柵傳感織物，為兩層織物結構。其剖面結構如圖2所示。由光纖光柵4-1和片狀聚合物長方體4-2構成脈搏敏感元件。聚合物長方體4-2沿中線開V型槽，靠近長邊處留有圓形縫紉孔。將光纖光柵4-1放置在聚合物長方體4-2的V型槽內，將光纖光柵4-1施加一定預應力后，通過點膠方式將其與聚合物4-2粘貼為一體，由于聚合物材料的彈性大于光纖光柵材料，因此實現光纖光柵軸向應變的增敏。通過縫紉孔將聚合物4-2與內層織物4-3縫紉相連，聚合物4-2的開槽面朝向內層織物4-3。在聚合物4-2的上方為兩層織物，分別為內層織物4-3和外層織物4-4，且內層織物4-3彈性大于外層織物4-4，兩層織物間形成口袋4-5，在口袋4-5中裝有硬質塑料材料構成的外輪廓為弧面的填充物4-6，填充物4-6固定在聚合物4-2的正上方。腕帶織物兩端縫有粘扣4-7，用于將腕帶固定在手腕處，并通過粘扣4-7調節松緊度。該腕帶式傳感織物可通過粘扣、拉鎖等方式與服裝本體袖口處連接。