光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统。包括位于主监控室的计算机、光栅解调仪和声光报警模块，位于病房内的结构相同的多个婴儿保温箱；光栅解调仪和声光报警模块分别与计算机相连，每个婴儿保温箱的四周内壁铺设有多个串接的光纤光栅温度传感器，多个婴儿保温箱内串接的光纤光栅温度传感器分别通过FC接口连接至光栅解调仪。本发明通过采用多个具有不同中心波长的光纤光栅温度传感器对多个婴儿保温箱中的温度进行监测，监测精度及准确度高、系统布设简单且性能稳定、极大减轻了医护人员的工作强度，适于对多个婴儿保温箱内温度进行实时监测。
【专利说明】光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度监测系统，具体涉及一种光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统。
【背景技术】
[0002]婴儿保温箱，又叫做新生儿培养箱，其作用主要有两个:一是为有需要的孩子(多见早产儿或病情危重，需要更好的护理和观察的婴儿)提供一个模拟母体的环境，其主要的特点就是恒温、恒湿、无噪音，而且由于跟外界隔离，细菌感染少；二是更利于医护人员对婴儿的观察和治疗，由于婴儿在保温箱里不用穿衣服，医护人员可以随时观察孩子生命体征的变化，而且保温箱可以连接各种监护仪器，医护人员可以直接监测到婴儿的体温、心跳、脉搏、呼吸、血压、脑功能等情况，还可直接对婴儿进行蓝光治疗和拍片等。
[0003]目前市场上的婴儿保温箱其基本构成主要包括婴儿舱、温度控制仪、培养箱机箱、蓝光辐照灯箱等组件，采用“蒸汽对流热调节”的方式，利用计算机技术对培养箱温度进行控制，调节培养箱内的温度保持在新生儿所需的中性温度范围内。
[0004]作为一种安全性要求相对较高的医疗器械，业已有相应的国家标准对其进行规范。如《GB 11243-2008)),((CNS 12794-1991)),((CNS 12793-1991》等就对婴儿保温箱的构造、各参数上下限及检验方法等做了严格规定。虽然在标准的约束下，婴儿保温箱的故障几率应该很小，但是来自食品药品监管局的数据显示，国家药品不良反应监测中心收到的有关婴儿培养箱的可疑医疗器械不良事件报告仍有很多，主要表现为温度失控、通风系统故障、皮疹、划伤等，其中温度失控一项约占到50%以上。
[0005]目前婴儿保温箱的温度控制模式主要有箱内温度控制和体表温度控制，通过置于保温箱内部及贴在婴儿肚皮上的热敏电阻、AD590、DS18B20等温度传感器获得保温箱内温度及婴儿体表温度的数字信号，经过一系列数字信号处理得到温度值，再跟预设标准温度做比较，若采集的温度在预设范围内，则温度控制模块正常工作，否则报警并进行升降温动作。这种方式的缺点为:
1、数字电路结构复杂，各电子元件的性能表现不稳定导致印刷电路板的信号及通信易受干扰，且调试不易。只适于小范围监测，不能实现同时对整个病房的对多个婴儿保温箱监测。
[0006]2、很多婴儿保温箱并没有考虑到监护人员的需要，他们在监护时，需要在24小时的值班时间内，不断定时到保温箱中观察婴儿的情况，工作强度很高。
[0007]因此，有必要提出一种既能对婴儿保温箱进行高精度、实时监测，又能减轻监护人员工作强度的婴儿保温箱温度监测系统。
【发明内容】
[0008]为了克服上述【背景技术】中的不足，本发明的目的在于提供一种光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统。[0009]本发明采用的技术方案是:
本发明包括位于主监控室的计算机、光栅解调仪和声光报警模块，位于病房内的结构相同的多个婴儿保温箱；光栅解调仪和声光报警模块分别与计算机相连，每个婴儿保温箱的四周内壁铺设有多个串接的光纤光栅温度传感器，多个婴儿保温箱内串接的光纤光栅温度传感器分别通过FC接口连接至光栅解调仪。
[0010]所述多个光纤光栅温度传感器都具有不同的中心波长。
[0011]所述光栅解调仪根据监测点个数需要选择f 32个通道，I个通道上能串接f 20个不同波长的多个光纤光栅温度传感器。
[0012]所述声光报警模块包括LED灯和蜂鸣器。
[0013]与【背景技术】相比，本发明具有的有益效果是:
1、光纤传感器为非电类传感器，可以很好地屏蔽电磁、超声波等干扰，有较好的稳定性，且光纤光栅温度传感器为波长解调，利用波分复用可实现多点监测，能同时对多个婴儿保温箱进行温度监测。
[0014]2、光纤光栅温度传感器具有较高的测量精度，在(3(T60) °C温度范围内精度可达
0.1 °C，且准确度为±0.2°C。
[0015]3、通过光纤光栅温度传感器测得的以及经过光栅解调仪解调后的反映婴儿保温箱温度变化的数据实时地显示在监控室的计算机上，当实时的温度数据到达设定的报警温度值时，计算机自动报警，监护人员能很快根据报警传感器的位置找到相应保温箱进行温度调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的连接结构示意图。
[0017]图2是本发明中光纤光栅温度传感器排布方式示意图。
[0018]图3是本发明的光栅解调仪的信号解调原理图。
[0019]图中:1、计算机，2、光栅解调仪，3、声光报警模块，4、婴儿保温箱，5、光纤光栅温度传感器，6、LED灯，7、蜂鸣器，8、宽带或调谐光源，9、耦合器，10、光电探测器，11、滤波器，12、
A/D转换器。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0021]如图1、图2所示，本发明包括位于主监控室的计算机1、光栅解调仪2和声光报警模块3,位于病房内的结构相同的多个婴儿保温箱4 ;光栅解调仪2和声光报警模块3分别与计算机I相连，每个婴儿保温箱的四周内壁铺设有多个串接的光纤光栅温度传感器5，多个婴儿保温箱内串接的光纤光栅温度传感器5分别通过FC接口连接至光栅解调仪2。
[0022]所述光纤光栅温度传感器5为TMS-03C，多个光纤光栅温度传感器都具有不同的中心波长。
[0023]所述光栅解调仪2为i Smart 1115，根据监测点个数需要选择f 32个通道，I个通道上能串接广20个不同波长的多个光纤光栅温度传感器5。
[0024]所述声光报警模块3包括LED灯6和蜂鸣器7。[0025]所述计算机I能够实现传感器参数查询及设置、温度高低限报警及差值报警、温度曲线显示、历史数据查询和打印功能，所述多个光纤光栅温度传感器5监测到的温度由所述光栅解调仪2解调后在所述计算机I上实时显示。
[0026]本实施例中的婴儿保温箱温度监测系统所采用的光纤光栅温度传感器5是一种波长调制型光纤传感器，相比于传统传感器，具有灵敏度高、体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰、便于遥测等优点。此外，多个光纤光栅温度传感器5可分别采用一根光纤串联连接，能实现准分布式测量。
[0027]如图3所示，光栅解调仪2包括宽带或调谐光源8、三个耦合器9、二个光电探测器10、二个滤波器11、参考通道和A/D转换器12。宽带或调谐光源8发出的光进入第一耦合器，第一耦合器的一路经第二耦合器入射光到参考光栅通道，第一耦合器的另一路经第三耦合器入射光到传感光栅通道后，参考光栅通道的光纤光栅温度传感器反射回来的光经第二率禹合器、第一光电探测器10、第一滤波器11进到A/D转换器12,传感光栅通道的光纤光栅温度传感器反射回来的光经第三耦合器、第二光电探测器10、第二滤波器11进到A/D转换器12，两路光电探测器10探测到随温度变化的波长信号并将其转变为电信号，所得电信号经滤波器11滤波处理，由A/D转换器12将其转变为数字信号，在计算机I上实时显示温度值。
[0028]本实施例中的一种光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统的具体工作流程如下:
1、对由光纤串接起来的多个具有不同中心波长的光纤光栅温度传感器5编号，将其固定在待监测点，其排布方式为绕婴儿保温箱四周内壁铺设，如图2所示。
[0029]2、启动计算机I上设置传感器参数、数据采集时间间隔、温度上下限报警值、温度差温报警值等参数。
[0030]3、多个光纤光栅温度传感器5分别对监测点的温度进行测量，其内部的中心波长随着监测点的温度变化而变化，并输出相应的光信号。
[0031]4、光栅解调仪2通过对多个光纤光栅温度传感器5输出的光信号进行光电探测、去噪放大、A/D转换以及解调，得到实时的温度数据在计算机I上实时显示。
[0032]5、当实时的温度数据达到预先设定的报警值时，计算机I屏幕上显示相应的警报提示，同时LED报警灯及蜂鸣器工作，提醒监护人员查看出现警报的相应保温箱。
【权利要求】
1.光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统，其特征在于:包括位于主监控室的计算机(I)、光栅解调仪(2)和声光报警模块(3)，位于病房内的结构相同的多个婴儿保温箱(4);光栅解调仪(2)和声光报警模块(3)分别与计算机(I)相连，每个婴儿保温箱的四周内壁铺设有多个串接的光纤光栅温度传感器(5)，多个婴儿保温箱内串接的光纤光栅温度传感器(5 )分别通过FC接口连接至光栅解调仪(2 )。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统，其特征在于:所述多个光纤光栅温度传感器(5 )都具有不同的中心波长。
3.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统，其特征在于:所述光栅解调仪(2)根据监测点个数需要选择f 32个通道，I个通道上能串接f 20个不同波长的多个光纤光栅温度传感器(5 )。
4.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器的婴儿保温箱温度监测系统，其特征在于:所述声光报警模块(3)包括LED灯(6)和蜂鸣器(7)。
【文档编号】G01K11/32GK103940531SQ201410176275
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】陈乐 , 窦乐, 杨茵, 谢敏 申请人:中国计量学院