一种近红外光谱检测光纤接头套装的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种近红外光谱检测光纤接头套装，该光纤接头套装包括：光纤接头和自适应光纤接头卡套，其中：所述光纤接头具有一定角度的转角，光纤穿入所述光纤接头后整体弯折所述角度；所述光纤接头的出口端呈一定弧度的大倒角锥形；所述自适应光纤接头卡套套在所述光纤接头的拐角处，用于在与待检测端固定点固定的同时包裹所述光纤接头，以保护和封装所述光纤接头；所述自适应光纤接头卡套的底端设置有缓冲弹簧，以随着外部压力的变化自动调整光纤接头伸出卡套的长度。本发明的光纤接头套装能使光纤更为方便的安置，自适应待检测端的形状变化，克服部分检测干扰，是一种适用于光谱检测设备中光纤出射光需要和检测端稳定衔接的光纤接头套装。
【专利说明】一种近红外光谱检测光纤接头套装
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种近红外光谱检测光纤接头套装，该光纤接头套装包括具有一定转角功能的接头部分以及具有自适应功能的接头卡套部分。
【背景技术】
[0002]近年来，随着近红外光谱成像技术的发展，近红外光谱成像系统的研究取得了较大的进展，其中以连续波型的近红外光谱成像系统更为突出。近红外脑成像技术(Near-1nfrared spectroscopy,NIRS)是一种无创性的脑皮层功能活动检测手段。利用大脑组织对两种特定波长近红外光的吸收程度不同，实现对脑血氧程度的测量，从而能够实现无创、实时、连续的监测。
[0003]近红外脑活动检测设备往往需要将载波光(近红外光)从设备光源发射端传至身体各部分皮肤表面，传光功能无疑由光纤完成，由于近红外设备检测原理的特殊要求，光纤出射端光能量应尽可能小的外泄，并且与待检测部位未定连接，检测过程中尽可能小的出现相对位移。
[0004]针对上述特点，本发明发明人调研了现有的近红外光谱检测设备光纤的接头，发现现有的接头本身结构方面常采用金属或塑料简单包覆，对光纤进行加固和保护，有些设计考虑到光纤装配后的稳定性从而对光纤进行了一定角度的弯折；接头一般直接通过接头外形的简单卡环或卡口设计卡在待检测端固定装置的衔接端。
[0005]此类光纤接头一般具有如下缺点:
[0006](I)光纤接头虽对光线本身起到了保护作用，但并没有考虑到抵消使用过程中光纤可能产生的摆动效应，这种效应往往降低了与待检测端的衔接稳定程度，影响检测效果;
[0007](2)衔接过于机械:光纤接头透过外形上简单的卡槽设计与检测端固定装置衔接，这种衔接设计往往过于机械不够牢靠，同时依赖于检测端固定装置与皮肤接触的牢靠程度来保证光纤出射端面与皮肤的接触稳定性；
[0008](3)自适应能力差:应用于不同检测部位或不同检测部位产生微小形变时不具备自我调节能力，面对误差的引入毫无应对；
[0009](4)抗干扰能力差:现有设计并未考虑在检测头颅时由于头发对出射光的吸收所引入的误差，而这种误差对于脑血氧活动检测设备往往是致命的，甚至会使检测信号完全无用；
[0010](5)使用寿命低:由于光线接头本身要承担与检测端固定装置衔接的任务，使用过程中难免出现机械磨损，且在接头安装及拆卸过程中过于机械的装配模式容易导致接头形变，甚至破损。
[0011]针对上述问题，迫切需要开发一种综合考虑应用场合，尽可能减少由于装配稳定性带来的检测误差的适用于近红外光谱检测设备光纤的接头套装。
【发明内容】
[0012]为了解决上述问题，本发明提出一种适用于近红外脑光谱检测设备光纤的接头套装，其包括:光纤接头和自适应光纤接头卡套，其中:
[0013]所述光纤接头具有一定角度的转角，光纤穿入所述光纤接头后整体弯折所述角度；
[0014]所述光纤接头的出口端呈一定弧度的大倒角锥形；
[0015]所述自适应光纤接头卡套套在所述光纤接头的拐角处，用于在与待检测端固定点固定的同时包裹所述光纤接头，以保护和封装所述光纤接头；
[0016]所述自适应光纤接头卡套的底端设置有缓冲弹簧，以随着外部压力的变化自动调整光纤接头伸出卡套的长度。
[0017]本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点:
[0018](I)克服光纤重力对接触稳定性的影响:本发明光纤接头的一定角度的转角结构能将光纤重力有效的转移为改变光纤端面与皮肤的水平微小位移，而不至于整个接头发生倾斜，使光纤端面翘起，产生漏光现象；
[0019](2)克服光纤摆动对接触稳定性的影响:得益于一定角度的转角结构以及自适应卡套装置的完善配合，在使用过程中降低光纤摆动时可能产生的接头倾斜或摆动，降低了这种效应带入的检测误差；
[0020](3)自动分离头发:本发明所述的光纤接头用于头部检测时，可有效地自动分离头发，方便使用人员安装，避免了以往必须实施的手动分离头发的工作，并且有效地克服了头发对于光纤出射光的遮挡，从而降低了检测误差；
[0021](4)自适应接触环境:由于自适应卡套的设计引入弹簧作为缓冲，有效地缓解了不同皮肤表面和光纤接头接触时对距离的要求，并且在皮肤表面产生微小形变时自动贴合，在检测过程中始终保持接触的稳定程度，方便易用；
[0022](5)适用于不同检测端固定装置:本发明所选的自适应卡套可根据不同的检测端固定装置装配要求做改变，而光纤接头只需要和卡套配合，在多种应用环境下，可选用不同装配外形的卡套，适应面广；
[0023](6)外形精致简洁:本发明光纤接头套装整体结构简洁精致，便于安装拆卸；
[0024](7)使用寿命长:由于自适应卡套对光纤接头的保护功能，光纤接头本身在使用过程中产生的机械磨损较小，同时也不会承受装卸过程可能带来的外力，长时间使用或施力过大造成破损时只需更换廉价的卡套而不需重新更换整根光纤，因为光纤接头做好后往往不能随意更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明光纤接头套装的整体结构示意图；
[0026]图2是本发明光纤接头90度转角的结构示意图；
[0027]图3是本发明光纤接头自适应卡套的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0029]图1是本发明光纤接头套装的整体结构示意图，通过该光纤接头套装可以完成光纤与待检测端固定装置例如检测脑活动时的头盔或检测身体其他部位时扎带的衔接。如图1所示，所述光纤接头套装包括:光纤接头I和自适应光纤接头卡套2，其中:
[0030]所述光纤接头具有一定角度的转角，最优的，所述转角为90度，光纤穿入所述光纤接头后整体弯折一定的度数(比如90度)的同时，将光纤封装进一个外形精巧，结构坚固的接头中，所述具有一定角度转角的光纤接头设计考虑到减少装配后光纤摆动对衔接稳定性的影响以及光纤接头本身安装拆卸的便利性，因此选用能够弯折一定角度的转角结构，这种结构不会使光纤在装配后垂直于检测端表面，这样光纤本身的重量就不会导致接头发生特定方向的倾斜，在一定程度上偏离检测端表面，而是将光纤的重力转移为使检测端与检测端表面之间产生微弱的水平位移，也就是说可以在不影响光纤性能的前提下将光纤转角，从而便于检测设备配备光纤与待检测端安装完毕后光纤安置完好，不因光纤本身的刚性影响输出光与待检测部位的稳定衔接，便于使用；
[0031]所述光纤接头的出口端呈一定弧度的大倒角锥形，形似削尖的铅笔，这种设计使所述光纤接头用于头部检测时能够有效的分离头发，不使光纤端面被头发掩盖而是直接接触头皮，这一点往往是检测头部时最重要的问题，这是因为，首先在接头安装过程中，实验人员一般需要手动将头发分开露出头皮，这本身就是一个繁琐而耗时的过程，其次头发的遮盖往往会吸收很大一部分出射光导致检测光信号不能很好地入射头皮，引入很大误差，而本发明的光纤接头通过简单易行的大倒角锥形结构设计很好地客服了这一点，实验过程中实验人员就不需要对头发进行剥离处理，因为此种结构能够像梳子般直接分开头发与头皮接触，同时也就减少了头发对出射光的遮蔽作用，很大程度上降低了误差产生的可能性，一举两得；
[0032]所述自适应光纤接头卡套套在所述光纤接头的拐角处，用于在与待检测端固定点固定的同时包裹所述光纤接头，以保护和封装所述光纤接头；
[0033]所述自适应光纤接头卡套的底端还设置有缓冲弹簧，以随着外部压力的变化自动调整光纤接头伸出卡套的长度，这样就可以通过缓冲弹簧控制所述光纤接头与待检测端表面的接触紧密程度，克服由于不同身体部位或由于皮肤本身弹性等原因带来的待检测端表面形状变化，使得光纤出射端面完整而紧密的与待检测端表面接触，即使光纤接头在装配后有效缓冲接触面不同形状已经形变所带来的垂直位移，达到自适应检测环境的目的，同时由于这种自适应设计的便利性，待检测端表面不必承受由于简单机械耦合所带来的压力，使检测过程更利于实施，确保被试者在检测过程中的舒适程度。也就是说，所述自适应接头卡套装置在连接待检测端固定卡扣的同时与光纤接头装配并通过自适应调节弹簧使光纤接头适应不同的检测场合，以及减少检测物体形状变化带来的检测误差。
[0034]优选地，所述光纤接头可根据应用场合选用金属或塑料，以方便适应不同的检测需求。
[0035]优选地，所述光纤接头的外形尺寸可根据不同的检测环境要求做相应的调整。
[0036]优选地，所述自适应光纤接头卡套可根据不同的检测端固定装置进行外形调整，以适应不同的装配形式，另外，所述自适应光纤接头卡套的材质可根据使用场合来确定，在此不作限定。[0037]图2是本发明光纤接头90度转角的结构示意图，如图2所示，本发明所述的光纤接头外形为90度转角设计，其由上下两级柱体组成，上端柱体3外径较大，内部留有足够的空间，以保证光纤穿过时弯折90度所需要的最小弯曲半径，使得光纤不会发生断裂，所述光纤穿入后，还可加入环氧树脂或其他固定材料，以将光纤很好地稳定牢靠地封装在接头内，这样光纤的本身重量对接头可能产生的垂直方向倾斜效应可以转化为水平方向的位移，垂直倾斜往往会导致光能量外泄，而水平位移在接触面有一定压力的情况下由于表面摩擦力会和皮肤一起移动并不会漏光，同时得益于这种设计，光纤在使用过程中发生摆动时，也不会造成大幅度的垂直倾斜，从而尽可能少的降低了光能量外泄。
[0038]如图2所示，本发明光纤接头的下端柱体4外径较小，并采用了大弧度锥形设计，这种设计在有效保护内部光纤的同时，借鉴类似梳子的外形，能够很好地分离头发，这样在装配过程中就不需要检测人员提前分离头发，并且有效的隔离头发与光纤端面，使头发对检测的影响降至最低，保证了光纤端面与皮肤的接触，从而尽可能少的引入头发的干扰。
[0039]图3是本发明光纤接头自适应卡套的结构示意图，如图3所示，本发明自适应光纤接头卡套内部提供可供光纤接头上下活动的足够空间，并且有效地贴合光纤接头使之不发生倾斜，更重要的是，位于所述自适应光纤接头卡套底端的缓冲弹簧在所述光纤接头应用于不同的场合时，能够有效地缓冲接触面形状不一及变化所带来的垂直位移，同时，借助于此种结构，光纤接头可在一定范围内垂直活动，缓冲弹簧的压力能适当调节光纤与皮肤接触面之间的压力，起到缓冲作用，这样被检测皮肤不会因为压力过大而产生疼痛感，而且在整个检测过程中保证接触面不漏光，稳定性强，因此，是一种综合考虑了检测人员使用、被检测人员感受以及系统稳定性、抗干扰能力等各种因素的设计。
[0040]如图3所示，本发明自适应光纤接头卡套的外部结构可根据不同待检测端固定卡扣配合的要求做相应的改变，只需对外形进行一定程度的变化，而不改变内部构造，从而在保证了卡套本身功能的同时，扩大了应用场合；并且其整体结构简单，实现容易，成本低廉，有效的保护光纤接头的同时，并且在遇到磨损和破坏时能够方便更换，节约使用成本。
[0041]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种近红外光谱检测光纤接头套装，其特征在于，该光纤接头套装包括:光纤接头和自适应光纤接头卡套，其中: 所述光纤接头具有一定角度的转角，光纤穿入所述光纤接头后整体弯折所述角度； 所述光纤接头的出口端呈一定弧度的大倒角锥形； 所述自适应光纤接头卡套套在所述光纤接头的拐角处，用于在与待检测端固定点固定的同时包裹所述光纤接头，以保护和封装所述光纤接头； 所述自适应光纤接头卡套的底端设置有缓冲弹簧，以随着外部压力的变化自动调整光纤接头伸出卡套的长度。
2.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述转角为90度。
3.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述光纤接头选用金属或塑料。
4.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述光纤接头的外形尺寸可根据不同的检测环境要求做相应的调整。
5.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述自适应光纤接头卡套可根据不同的检测端固定装置进行外形调整。
6.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述光纤接头由上下两级柱体组成，上端柱体外径较大，内部留有足够的空间，以保证光纤穿过时弯折一定角度所需要的最小弯曲半径；下端柱体外径较小,并呈一定弧度的大倒角锥形。
7.根据权利要求6所述的光纤接头，其特征在于，所述光纤穿入所述光纤接头的上端柱体后，在光纤与柱体之间的空间中加入固定材料，以将光纤稳定牢靠地封装在接头内。
8.根据权利要求7所述的光纤接头，其特征在于，所述固定材料为环氧树脂。
9.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述自适应光纤接头卡套内部设有可供光纤接头上下活动的足够空间。
10.根据权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述自适应光纤接头卡套的外部结构根据不同待检测端固定卡扣配合的要求做相应的改变。
【文档编号】G02B6/36GK103837498SQ201410067337
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】张鑫, 左年明, 蒋田仔, 蔡正辰 申请人:中国科学院自动化研究所