光纤传感器自适应调节调节方法、装置及系统与流程

文档序号:25540550发布日期:2021-06-18 20:36阅读:1272来源:国知局
光纤传感器自适应调节调节方法、装置及系统与流程

[0001]本申请涉及一种光纤传感器,尤其涉及一种光纤传感器自适应调节方法、装置及系统。



背景技术:

[0002]此处的陈述仅提供与本申请有关的背景信息,而不必然地构成现有技术。

[0003]光纤传感器以其优越的物理性能如抗电磁、原子辐射干扰,机械性能如径细、质软、重量轻,电气性能如绝缘、无感应电动势,以及化学性能如耐水、耐高温、耐腐蚀而备受青睐。光纤传感器检测微小振动的原理是:光在光纤里传输,当微小外力作用于光纤上时,光纤产生微弯,从而导致光纤里传输的光发生光损耗,在光纤接收端接收到的光参数(例如光强、功率等)发生变化,这些变化可以用来表征光纤所受外力的变化情况。

[0004]通常,光纤传感器的检测范围是有限的,该范围适用于绝大多数被测对象。但是,当被测对象所产生的振动过大或过小时,光纤传感器的输出光的参数超出可被识别的范围,那么光纤传感器就会失效,无法输出正确的检测结果。

技术问题

[0005]本发明实施例所要解决的技术问题在于,针对现有技术中光纤传感器检测的相关技术难题,提供一种光纤传感器自适应调节方法、装置及系统,从而根据被测对象的情况自适应调节,将光纤传感器的输出光的参数调节到可被识别的范围内。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006]为了解决上述技术问题,一方面,本发明实施例提供了一种光纤传感器自适应调节方法,包括:通过一个或多个处理器,获取光纤传感器输出光的参数,并判断输出光的参数是否在预设范围内,若否,则进入下一步;通过所述一个或多个处理器,根据输出光的参数进一步确认是否启动调节;若是,则进入下一步,否则返回上一步;以及通过所述一个或多个处理器,控制调节模块执行调节操作,以将光纤传感器输出光的参数调节至输出范围内。

[0007]优选地,所述输出光的参数为光强度或光功率中的至少一种。

[0008]优选地,所述预设范围为[pl,p2],所述输出范围为[p3,p4],其中,pl=0.01*fs,p2=0.99*fs,p3=0.3*fs,p4=0.7*fs,fs表示光纤传感器的采样器件的最大量程。

[0009]优选地,所述根据输出光的参数进一步确认是否启动调节包括:在所述处理器中设定时间阈值;以及进一步判断输出光的参数跳出所述预设范围的持续时间是否超出所述时间阈值,当所述输出光的参数跳出所述预设范围的持续时间超出所述时间阈值时,确认启动调节。

[0010]优选地,所述时间阈值为t,t为大于等于1秒且小于等于10秒的任意值。

[0011]优选地,所述调节模块包括光源驱动器、放大器以及控制处理模块。

[0012]优选地,所述调节操作包括:通过所述控制处理模块控制所述光源驱动器调节所述光纤传感器输入光的对应参数和/或调节所述放大器的增益。

[0013]另一方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述任意一种光纤传感器自适应调节方法。

[0014]又一方面,本发明还提供了一种光纤传感器自适应调节装置,包括:一个或多个处理器;存储器;以及存储于所述存储器中的一个或多个计算机程序,所述计算机程序被配置成由所述一个或多个处理器执行,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述任意一种光纤传感器自适应调节方法。

[0015]又一方面,本发明还提供了一种光纤传感器自适应调节系统,包括:包括光纤传感器以及与所述光纤传感器连接的如上所述光纤传感器自适应调节装置。

[0016]优选地,所述光纤传感器被配置于待测对象下方,以获取所述待测对象的振动信息并产生相应的输出光,所述光纤传感器进一步包括上盖、下盖、位于所述上盖和下盖之间的光纤和网格层,以及分别与所述光纤两端连接的光源和接收器。

[0017]优选地,所述光源连接所述光源驱动,所述接收器连接所述放大器。[0018]优选地,所述光纤传感器进一步包括模数转换器,所述放大器包括电信号放大器和光信号放大器,所述模数转换器同时连接所述电信号放大器和所述光信号放大器。

[0019]优选地,所述控制处理模块同时连接所述光源驱动器、光信号放大器、所述电信号放大器及所述模数转换器。

[0020]本发明通过根据光纤传感器输出光的参数来判断是否需要对输出光进行调节,并通过处理器和调节模块完成自适应调节,可以使光纤传感器自适应满足各种应用场合和各种用户的使用需求。另外,本发明通过设定两次判断,可以避免误操作,极大地提高了用户体验。

对附图的简要说明

附图说明

[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本发明应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构和操作。

[0022]图1所示为本发明一实施例中的光纤传感器自适应调节系统的结构示意图;

[0023]图2所示为本发明一实施例中的计算设备的功能模块示意图;

[0024]图3所示为本发明一实施例中的光纤传感器的结构示意图;

[0025]图4所示为本发明一实施例中的光纤传感器自适应调节方法的流程示意图;

[0026]图5所示为本发明一实施例中的一种光纤传感器自适应调节装置的功能模块示意图;

[0027]图6所示为本发明一实施例中的一种光纤传感器自适应调节系统的功能模块示意图。

发明实施例

具体实施方式

[0028]如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”

、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

[0029]如图1所示,本发明一实施例中的光纤传感器自适应调节系统100可以包括一个光纤传感器101,一个传输单元103,一个服务器105,一个存储装置107,和一个输出装置109。

[0030]所述光纤传感器101可以被配置为获取对象102的振动信息。所述光纤传感器101可以被配置为放置于所述对象102所在的医疗床、护理床等各种型号的床上。所述对象102可以是进行生命体征信号监测的生命体。在一些实施例中,所述对象102可以是医院患者也可以是被看护人员,例如年老者、被监禁者等。所述光纤传感器101可以被配置为可根据光纤输出光的参数进行自适应调节操作,从而使得该光纤传感器101适合于具有不同体格和年龄的所述对象102。所述光纤传感器101的输出光的参数可以为光强度、功率中的一种或多种。所述光纤传感器101可以将获取到的所述对象102的振动信息通过所述传输单元103传输到所述服务器105进行后续处理。

[0031]所述传输单元103可以实现信息的交换。在一些实施例中,所述光纤传感器自适应调节系统100的组成部分(即所述光纤传感器101,所述传输单元103,所述服务器105,所述存储装置107,所述输出装置109)可以通过所述传输单元103进行相互间的信息收发。例如,所述光纤传感器101可以通过所述传输单元103将获取到的所述对象102的生命体征相关信号存储至所述存储装置107。

[0032]所述服务器105被配置为处理信息。例如,所述服务器105可以从所述光纤传感器101接收所述对象102的振动信息。在一些实施例中,所述服务器105可以在图2所示的计算设备200上实施。

[0033]所述存储装置107被配置为存储数据和指令。所述存储装置107可以存储所述光纤传感器101获取的所述对象102的振动信息,还可以存储所述服务器105对振动信息经过处理后的数据。在一些实施例中,所述存储装置107可以是服务器105的一个组成部分。

[0034]所述输出装置109被配置为输出数据。在一些实施例中,所述输出装置109可以将所述服务器105处理后生成的生命体征信号进行输出,输出方式包括但不限于图形显示、数字显示、语音播报、盲文显示等中的一种或多种。所述输出装置109可以是显示器、手机、平板电脑、投影仪、可穿戴设备(手表、耳机、眼镜等)、盲文显示器等中的一种或多种。在一些实施例中,所述输出装置109可以实时显示所述对象102的生命体征信号。在另一些实施例中,所述输出装置109可以非实时显示一份报告,该报告是所述对象102在预设时间段内的测量结果。在一些实施例中,所述输出装置109还可以输出预警提示,提示方式包括但不限于声音警报、振动警报、画面显示警报等方式。。在另一些实施例中,所述输出装置109可以是医生随身携带的通信设备(例如手机),当所述对象102的生命体征异常时,一个或多个医生携带的一个或多个所述输出装置109可以收到预警信息,预警信息的推送方式可以是按照终端设备与所述对象102间的距离远近来进行推送。

[0035]应当理解的是,本申请的系统及方法的应用场景仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。所述光纤传感器自适应调节系统100可以在家庭场景中使用,所述光纤传感器101可以置于普通家庭床上,当所述对象102(例如年长的长辈、患有心血管疾病的人、术后康复期的人)在晚间处于睡眠状态时,所述光纤传感器101可以连续地或按预定或需要的方式获取所述对象102的振动信息,然后通过所述传输单元103发送所述对象102的振动信息(可以实时发送,也可以在预定时刻例如第二天早上发送前一晚的全部数据)到云服务器105上进行处理,所述云服务器105可以将处理后的信息发送到所述输出装置109,所述输出装置109可以是所述对象102的家庭医生的计算机,家庭医生可以依据所述对象102经过处理后的信息评估所述对象102的身体状况、康复情况等。

[0036]需要注意的是,以上的描述仅仅是本申请的具体实施例,不应被视为是唯一的实施例。显然,对于本领域的专业人员来说,在了解本发明的内容和原理后,都可能在不背离本发明原理、结构的情况下,进行形式和细节上的各种修正和改变,但是这些修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。在一些实施例中,所述服务器105,所述存储装置107和所述输出装置109可以被实施为一个设备并实现各自的功能。例如,所述光纤传感器自适应调节系统100可以包括一个所述光纤传感器101和一台计算机。其中,所述光纤传感器101可以通过线缆直接与计算机相连,也可以通过网络与计算机相连,该计算机可以实现上述服务器105、存储装置107和输出装置109的所有功能,执行数据处理、存储、显示等功能。在另一些实施例中,所述光纤传感器自适应调节系统100可以包括一个所述光纤传感器101和一个集成电路,该集成电路与所述光纤传感器101集成为一体(例如集成在一个垫子内),该集成电路连接一个显示屏,实现上述服务器105、和存储装置107的功能,显示屏作为输出装置109,实现数据处理、存储和显示等功能。

[0037]图2所示为本发明一实施例中的计算设备200的功能模块示意图。在一些实施例中,图1的所述服务器105、所述存储装置107、和/或所述输出装置109可以在所述计算设备200上实施。例如,所述服务器105可以在所述计算设备200上实施并且被配置为执行本申请描述的所述服务器105的功能。在一些实施例中,所述计算设备200可以是专用计算机,为了描述方便,图1中只描述了一个服务器,本领域普通技术人员应当理解的是,与自适应调节相关的计算功能也可以实施在多个具有相似功能的计算设备上以分散运算负载。

[0038]所述计算设备200可以包括一个通信端口201,一个处理器(centralprocessingunit,cpu)203,一个存储器205,和一个总线207。通信端口201被配置为通过网络与其他设备进行数据交换。所述处理器203被配置为进行数据处理。所述存储器205被配置为进行数据和指令存储,所述存储器205可以是只读存储器rom,随机读取存储器ram,硬盘disk等各种形式的存储器。所述总线207被配置为进行所述计算设备200内部间的数据通信。在一些实施例中,所述计算设备200还可以包括输入输出端口209,所述输入输出端口209被配置为支持数据输入和输出。例如,其他人员可以利用输入设备(例如键盘)通过所述输入输出端口209输入数据至所述计算设备200。所述计算设备200也可以通过所述输入输出端口209将数据输出到输出设备例如显示器等。

[0039]应当理解的是,为了描述方便此处只描述了一个所述处理器203,应当理解的是所述计算设备200可以包括多个所述处理器203,由一个所述处理器203执行的操作或方法可以由多个所述处理器203联合或分别执行。例如,本申请描述的一个所述处理器203可以执行步骤a和步骤b,应当理解的是,步骤a和步骤b可以由多个所述处理器203共同或分别执行,例如由第一处理器执行步骤a和由第二处理器执行步骤b,或者是由第一处理器和第二处理器共同执行步骤a和步骤b

[0040]图3所示为本发明一些实施例的光纤传感器300的结构示意图。在一些实施例中,图1所示的光纤传感器101可以采用图3所示的所述光纤传感器300的结构。如图3所示,所述光纤传感器300是一种应变传感器,当外力施加于光纤传感器300上时,例如将光纤传感器300置于平躺的人体下方时,当人体处于静息状态时,人体的呼吸、心跳等会导致人体身体产生振动,人体的身体振动可以造成光纤301的弯曲,光纤弯曲使光纤里传输的光发生损耗,从而导致光纤接收端接收到的光参数发生变化,例如光强度、功率等发生变化。光参数的变化经过处理后可以用来表征人体的身体振动。以光强度为例,假设i_ut=(1-a)*1_,其中a表示光损耗率,iinput表示输入光强度,1。_«表示输出光强度,这样就可以用光的损耗率a的变化来表征外力的变化。当光纤受到的外力不变,也就是所述光纤传感器300的光损耗率不变时,a是一个定值,光纤末端检测到的光强度也是一个确定值;当光纤受到的外力发生变化时,所述光纤传感器300的光损耗率会发生变化,进而导致所述光纤传感器300末端检测到的光强值也是一个变化的值。因此,光纤末端检测到的值可以反映出所述光纤传感器300光损耗率的变化,也就可以反映出所述光纤传感器300受到的外力变化情况。

[0041]所述光纤传感器300包括下盖305、上盖307、位于所述下盖305与所述上盖307之间的光纤301和网格层303、分别与所述光纤301连接的光源309和接收器313、与所述光源309连接的光源驱动311、与所述接收器313连接的光信号放大器315、模数转换器317、以及与所述光源驱动器311、所述光信号放大器315、所述模数转换器317相连的控制处理模块319。其中,所述光纤301的一端连接所述光源309,所述光纤301的另一端与所述接收器313连接。所述光源309可以是led光源。所述光源驱动器311被配置为控制所述光源309的开关和能级。所述接收器313被配置为接收经过所述光纤301传输的光信号。所述光信号放大器315被配置为对光信号进行放大。所述模数转换器317可以将接收到的光信号进行模数转换,转换为数字信号。在一些实施例中,所述光纤传感器300还包括电信号放大器321,所述电信号放大器321连接至所述数模转换器317,所述电信号放大器321被配置为对数字信号进行放大。所述电信号放大器321与所述控制处理模块319相连。所述控制处理模块319被配置为进行信号控制和信号处理,例如,所述控制处理模块319可以控制所述光源驱动器311工作以驱动所述光源309发光。所述控制处理模块319还可以控制所述光信号放大器315或所述电信号放大器321以调节其增益。所述控制处理模块319还可以从所述模数转换器317接收数据,对数据进行处理后使数据符合各种无线或有线网络数据传输的要求,以通过无线或有线网络传输给其他设备,例如图1中的服务器105、存储装置107、和/或输出装置109。所述控制处理模块319还可以控制所述模数转换器317的采样率使其根据不同需求具有不同的采样率。在一些实施例中,所述光源驱动器311、所述接收器313、所述光信号放大器315、所述模数转换器317、所述电信号放大器321和所述控制处理模块319可以合并实施为一个模块来执行所有功能。

[0042]在绝大多数情况下,所述光纤301输出光的参数都在所述接收器313的动态范围内。但是,在一些特殊情况下,所述光纤301输出光的参数可能超出所述接收器313的动态范围,从而导致所述光纤传感器300无任何响应,此时就需要进行调节,将所述光纤301输出光的参数调节到所述接收器313的动态范围内。当所述光纤传感器300无响应时,一种情况是外力太大,导致光损耗很大,此时输出光不够强,不足以探测到外力的变化,也即出现了所谓的“截止”现象。一种情况是外力太小,此时光损耗率很小,导致输出太强,也无法分辨,也即出现了所谓的“饱和”现象。

[0043]在使用时,所述光纤传感器300被配置为置于待测对象102的下方,获取所述待测对象102的振动信息并产生相应的输出光。所述处理器203可实时获取所述光纤传感器300的输出光的参数,并根据输出光的参数判断是否需要调节。在一些实施例中,所述处理器203判断是否需要调节的方法包括:判断输出光的参数是否在预设范围内,若否,则需要调节。当所述处理器203判定需要调节后,根据输出光的参数进一步确认是否启动调节。在一些实施例中,所述处理器203确认是否启动调节的方法包括:在所述处理器203中设定时间阈值;以及进一步判断输出光的参数跳出所述预设范围的持续时间是否超出所述时间阈值,当所述输出光的参数跳出所述预设范围的持续时间超出所述时间阈值时,确认启动调节。进一步确认是否启动调节,可以避免误操作。在确认启动调节之后,所述处理器203控制调节模块执行调节操作,以将光纤传感器输出光的参数调节至输出范围内。

[0044]在本发明一优选实施例中,所述预设范围为[pl,p2],所述输出范围为[p3,p4],其中,pl=0.01*fs,p2=0.99*fs,p3=0.3fs,p4=0.7*fs,fs表示所述光纤传感器的采样器件的最大量程。所述时间阈值为t,且t为大于等于1秒小于等于10秒的任意数值。

[0045]在一些实施例中,所述调节模块包括所述光源驱动器311,所述光信号放大器315,所述电信号放大器321和所述控制处理模块319。所述控制处理模块319被配置为接收所述处理器203的控制信号。调节的方法主要包括两种,一种是所述控制处理模块319根据所述控制信号,控制所述光源驱动器311调节输入光的对应参数,即所述光源309的对应参数。输出光的参数可以为光强度、功率中的一种或多种。当选用光强度作为输出光的参数时,那么在调节时也应相应地调节输入光的光强度。同理,当选用功率作为输出光的参数时,那么在调节时也应相应地调节输入光的功率。如果输出光的参数过大(例如光强过大),那么所述光源驱动器311将输入光的对应参数(例如光强)调小,反之亦反。另一种是所述控制处理模块319根据所述控制信号,控制所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321调节其增益。如果输出光的参数过大(例如光强过大),那么所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321将增益调小,反之亦反。

[0046]在应用所述光纤传感器300进行生命体征监测时,需要所述对象102躺(或者坐、靠)在所述光纤传感器300上,因所述被测对象102体重不同,或者因为姿势的变换会导致所述光纤传感器300感测到的压力信号发生变化导致所述光纤传感器300可能出现饱和或截止的情形。

[0047]所述被测对象102体重不同而导致所述光纤传感器300饱和的情形是,体重较轻的所述对象102躺在所述光纤传感器300上时,会因为体重较轻导致光损耗较小,则输出光太强,系统饱和导致不能检测到外力的变化,此时可通过调节的方式触发所述光源驱动器311减小光源光强或降低所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321的增益。所述被测对象102体重不同而导致所述光纤传感器300截止的情形是,体重较重的所述对象102躺在传感器上时,会因为体重过重导致光损耗较大,则输出光太弱,系统截止导致不能检测到外力的变化,此时可通过触发所述光源驱动器311增强光源光强或提高所述光信号放大器315或所述电信号放大器321的增益进行调节。

[0048]所述被测对象102姿势变换导致所述光纤传感器300截止的情形是:当该对象102从躺卧姿势变化到坐起姿势时,由于躺卧时身体接触所述光纤传感器300的面积大,所述光纤301单位面积受力较小,当所述对象102由躺变换到坐时,身体接触所述光纤传感器300的面积变小,可能会导致所述光纤301单位面积受力增大导致传感器“截止”,即损耗过大,传感器输出光太弱,此时可通过触发所述光源驱动器311增强光源强度或者提高所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321的增益使得输出光恢复到正常可检出的动态范围之内。所述被测对象102姿势变换导致所述光纤传感器300饱和的情形是,当所述对象102由坐起变换到躺下的过程中,损耗值可能变小,所述光纤301的输出光可能会太强,此时可通过触发所述光源驱动器311降低光源强度或者降低所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321的增益使得输出光恢复到正常可检出的动态范围之内。

[0049]应理解,需要启动调节操作的场景还可推广到更多。本发明提供的是一种光纤传感器自适应调节系统,适用于任何需要自动启动调节的场景。在实际操作过程中,本领域技术人员可以根据功耗的控制需求和信噪比的要求决定是需要调节输入光的参数还是调节放大器的增益,抑或是同时调节输入光的参数和放大器的增益。

[0050]所述光纤301可以是多模光纤,可以是单模光纤。光纤的排列方式可以是不同形状的,例如蛇形结构,如图3中301所示形状。在一些实施例中,所述光纤301的排列方式还可以是u形结构。在一些实施例中所述光纤301的排列方式还可以是环状结构,如323所示,该环状结构由一根光纤排列成基本上位于一个平面内的多个大小相等的环形成,其中,环状结构内的每个环与相邻环部分重叠且横向偏移。每一个光纤环可以形成基本上是具有圆形边缘的平行四边形的结构(例如长方形、正方形等),没有急剧的弯曲。在一些实施例中,环状光纤结构可以包括圆形或椭圆形结构。在另一些实施例中,所述环状结构也可形成没有急剧弯曲的不规则形状。

[0051]所述网格层303由具有贯通孔的重复图案的任何合适的材料构成,在一些实施例中,网格由交织的纤维构成,例如,聚合纤维、天然织物纤维、复合织物纤维或其他纤维。当所述光纤传感器300置于所述对象102身体下方,所述对象102将对所述光纤传感器300施加外力,所述网格层303可以使原本会施加于光纤上某一作用点的外力分散从而分布到该作用点周围的光纤上。所述光纤301发生微弯,导致所述光纤301传输的光的参数(如光强)发生变化,所述接收器313可以接收发生变化后的光,并且由所述控制处理模块319进行光变化量的处理和确定。所述光纤301在外力施加下产生的弯曲量依赖于外力、光纤直径、网格纤维的直径、网格开口尺寸,通过设置光纤直径、网格纤维直径、网格开口尺寸的不同参数组合,可以使得当外力施加时光纤的弯曲量不同,使所述光纤传感器300具有对外力的不同的灵敏度。

[0052]所述上盖307和所述下盖305可以采用硅胶材质,被配置为围绕所述光纤301和所述网格层303的周围,可以保护所述光纤301,同时也可以分散外力使得外力沿力作用点分散。所述上盖307、所述光纤301、所述网格层303以及所述下盖305可以贴合为一个整体,例如利用硅胶粘合剂粘合为一体,从而使所述光纤传感器300形成一片传感垫。传感垫的宽度和/或长度可以依据光纤不同的排列方式而改变,当采用环状结构排列时,传感垫的宽度可以是6cm或者6cm以上的其他合适的宽度,例如可以是8cm、10cm、13cm或15cm。传感垫的长度可以根据不同的使用场景和第一/二传感器阵列的设计而变化,例如,可以根据第一传感器阵列中传感器的排布而变化。在一些实施例中,传感垫的厚度可以为lmm-50mm,优选的,厚度为3mm。在一些实施例中,传感垫的宽度和长度可以是其他尺寸,可以根据不同的测试对象选取不同尺寸的传感器,例如测试对象可以按照年龄段、身高、体重来划分组别,不同的组别对应有不同尺寸的传感器。在一些实施例中,当光纤采用u形结构时,传感垫的宽度也可以小于6cm,例如可以是1cm、2cm或4cm°

[0053]图4是依据本申请一些实施例的光纤传感器的自适应调节方法的流程示意图。

在一些实施例中,方法400可以由图1所示的所述光纤传感器自适应调节系统100实施。例如,所述方法400可以存储在所述存储装置107中作为指令集,并且由所述服务器105执行,所述服务器105可以在所述计算设备200上实施,所述光纤传感器101可以实施为所述光纤传感器300。

[0054]步骤411,处理器203可以获取所述光纤传感器300输出光的参数,并判断输出光的参数是否在预设范围内,若否,则进入下一步。在一些实施例中,所述对象102可以是医院病人或被看护人员等,所述对象102可以自由变换舒适的姿势,如仰卧、侧卧、俯卧等,可伸直双腿也可以蜷缩双腿,躺在所述光纤传感器300之上。输出光的参数可以为光强度、功率中的一种或多种。所述光纤传感器300是一种应变传感器,当外力施加于所述光纤传感器300上时,所述光纤301弯曲使光纤里传输的光发生损耗,从而导致所述光纤301接收端接收到的光参数发生变化。以光强度为例,假设i_ut=(1-a)*1_,其中a表示光损耗率,iinput表示输入光强度,iput表示输出光强度,这样就可以用光的损耗率a的变化来表征外力的变化。当所述光纤301受到的外力不变,也就是所述光纤传感器300的光损耗率不变时,a是一个定值,所述光纤301末端检测到的光强度也是一个确定值;当所述光纤301受到的外力发生变化时,所述光纤传感器300的光损耗率会发生变化,进而导致所述光纤传感器300末端检测到的光强值也是一个变化的值。因此,所述光纤301末端检测到的值可以反映出所述光纤传感器300光损耗率的变化,也就可以反映出所述光纤传感器300受到的外力变化情况。

[0055]在一些实施例中,所述处理器203获取到所述光纤传感器300的输出光的参数后,会判断输出光参数是否在预设范围内,若否,则需要调节;若是,则继续获取输出光的参数,并判定输出光的参数是否在预设范围内。也就是说,所述处理器203可以实时地监控所述光纤传感器300的输出光的参数,并判定是否在预设范围内。在本发明优选实施例中,所述预设范围为[pl,p2],其中,pl=0.01*fs,p2=0.99*fs,fs表示所述光纤传感器300采样器件的最大量程。

[0056]步骤413,所述处理器203可以根据输出光的参数进一步确定是否启动调节,若是,则进入下一步执行调节操作,否则返回步骤411。这一步骤的目的是为避免误操作,如前所述,当所述对象102发生某些体动时,例如姿势变换,由躺卧变为坐姿或者由坐姿变换为躺卧时,所述光纤传感器300的输出光可能在短时间出现饱和的倾向,但又在短时间内随着体动减弱或回复,输出光可自行恢复正常。针对这种情况,所述处理器203可以设定一个时间阈值,并进一步判断输出光的参数跳出所述预设范围的持续时间是否超出所述时间阈值,当所述光纤传感器300的饱和或者截止的持续时间超出设定时间阈值时,则确认所述光纤传感器300需要启动调节操作。也就是说,在步骤413中,在步骤411中判定出需要调节后,在所述处理器203中设定时间阈值,并在该时间阈值范围内实时获取最新的输出光的参数,判定输出光的参数是否在预设范围内,若否,则启动调节操作。在本发明优选实施例中,所述时间阈值为t,且t为大于等于1秒小于等于10秒的任意数值。

[0057]步骤415,所述处理器203控制调节模块执行调节操作,以将所述光纤传感器300输出光的参数调节至输出范围内。结合图3,在一些实施例中,所述调节模块可包括所述光源驱动器311、所述放大器315、所述放大器321和所述控制处理模块319。所述处理器203发送控制信号至所述控制处理模块319。相应地,调节的方法主要包括两种,一种是所述控制处理模块319根据所述控制信号,控制所述光源驱动器311调节输入光的对应参数,即所述光源309的对应参数。输出光的参数可以为光强度、功率中的一种或多种。当选用光强度作为输出光的参数时,那么在调节时也应相应地调节输入光的光强度。同理,当选用功率作为输出光的参数时,那么在调节时也应相应地调节输入光的功率。如果输出光的参数过大(例如光强过大),那么所述光源驱动器311将输入光的对应参数(例如光强)调小,反之亦反。另一种是所述控制处理模块319根据所述控制信号,控制所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321调节其增益。如果输出光的参数过大(例如光强过大),那么所述光信号放大器315和/或所述电信号放大器321将增益调小,反之亦反。在一些实施例中,本领域技术人员可以根据功耗的控制需求和信噪比的要求决定是需要调节输入光的参数还是调节放大器的增益,抑或是同时调节输入光的参数和放大器的增益。所述处理器控制调节模块执行调节操作后,以将所述传感器300的输出光参数调节至一设定的输出范围内。在本发明优选实施例中,所述输出范围为[p3,p4],其中p3=0.3*fs,p4=0.7*fs,fs表示所述光纤传感器的采样器件的最大量程。

[0058]图5所示为本发明一实施例中的一种光纤传感器自适应调节装置的功能模块示意图。该光纤传感器自适应调节装置500包括一个或多个处理器501,存储器503和存储于所述存储器503中的一个活多个计算机程序505。所述计算机程序505被配置成由所述一个或多个处理器501执行。所述处理器501执行所述计算机程序505时实现如图4所描述的所述光纤传感器自适应调节方法,在此不再赘述。所述处理器501可以为上述实施例中的处理器203。所述存储器503可以为上述实施例中的存储器205。所述光纤传感器自适应调节装置500可以在图2所示的计算机设备200上实施。

[0059]图6所示为本发明一实施例中的一种光纤传感器自适应调节系统的功能模块示意图。该光纤传感器自适应调节系统600包括光纤传感器601和与所述光纤传感器601连接的光纤传感器自适应调节装置602。在一些实施例中,所述光纤传感器601可实施为如图3所示光纤传感器300,在此不再赘述。所述光纤传感器自适应调节装置602可实施为如图5所示的光纤传感器自适应调节装置500。所述光纤传感器自适应调节系统600可实现如图4所示的自适应调节方法,在此不再赘述

[0060]需要注意的是,以上的描述仅仅是本申请的具体实施例,不应被视为是唯一的实施例。显然,对于本领域的专业人员来说,在了解本申请的内容和原理后,都可能在不背离本申请原理、结构的情况下,进行形式和细节上的各种修正和改变,但是这些修正和改变仍在本申请的权利要求保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1