反射式光纤测振系统关键技术及应用研究

发布时间：2024-03-21 00:28

　　心音信号是人体重要的生理信号,蕴含着丰富的生命信息,综合的反映了心脏和心血管系统的机械运动状况。通过检测和分析心音信号,可以有效的提取心脏的病理特征,从而达到预防和诊断的目的。。心音信号是微小的振动信号,为了实现心音信号的复现,本文设计搭建了反射式光纤测振系统,实现对微振信号的检测。反射式光纤测振系统是将反射式光纤传感技术与振动测量技术相结合,与传统的振动测量技术相比,具有体积小、抗电磁干扰能力强、动态测量范围宽等优点,可实现高精度的非接触式振动测量。本文以振动信号的测量为出发点,提出了测振系统的整体设计方案,设计了反射式光纤测振系统和与之匹配的上位机软件,对系统的性能做了比较深入的研究,主要研究内容如下:首先,介绍了反射式光纤测振传感器的理论基础,详细阐述了光纤传感器的光强场分布假设,提出了接收光功率的数学模型,根据数学模型建立仿真,分析光纤对各参数对输出光功率的影响,设计具有最优结构参数的光纤测振传感器。其次,根据系统的需求和性能指标,详细介绍了光纤传感器的光源、光电探测器的选型要求,讨论了光纤传感器中光纤探头的设计和光纤结构束的选择。通过分析比较选取符合指标的器件,搭建组装反射式...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 课题研究内容
    1.4 论文章节安排
第2章 反射式光纤测振系统的理论基础
    2.1 反射式光纤测振传感器的基本原理
    2.2 光纤接收光功率的数学模型
    2.3 光纤对的受光特性分析
        2.3.1 发射光纤芯径对输出光功率的影响
        2.3.2 接收光纤芯径对输出光功率的影响
        2.3.3 数值孔径对输出光功率的影响
        2.3.4 光纤对间距对输出光功率的影响
        2.3.5 反射面倾斜因子对输出光功率的影响
    2.4 本章小结
第3章 反射式光纤测振系统整体设计与实现
    3.1 系统总体架构
    3.2 系统设计与搭建
        3.2.1 光源模块
        3.2.2 光电探测器模块
        3.2.3 光纤束结构设计
    3.3 系统软件设计
        3.3.1 系统程序总体设计
        3.3.2 信号预处理模块
        3.3.3 时域分析模块
        3.3.4 频域分析模块
        3.3.5 时频分析模块
        3.3.6 数据存储模块
    3.4 本章小结
第4章 光纤测振系统性能测试实验
    4.1 总体性能测试方案
    4.2 光纤测振系统的静态性能测试
        4.2.1 灵敏度实验
        4.2.2 重复性实验
        4.2.3 稳定性实验
    4.3 光纤测振系统的动态性能测试
        4.3.1 振动系统反射面改进实验
        4.3.2 振动信号加速度与振幅定量关系实验
    4.4 本章小结
第5章 光纤测振系统实验结果与分析
    5.1 振动信号频率范围测试实验
    5.2 心音信号测试实验
        5.2.1 实验平台的搭建
        5.2.2 心音信号的复现
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3933541