【摘 要】
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睡眠呼吸障碍是一种在睡眠过程中由于上呼吸道阻塞而引发的呼吸障碍疾病。在当今社会中,患有睡眠呼吸障碍的人群已经非常普遍,但人们却难以察觉到自身的睡眠健康。长期的不健康睡眠已经成为了多种慢性疾病的诱因,不仅严重影响到睡眠质量,还会给生活工作带来不便,影响记忆力,甚至可能会诱发高血压、中风、肺心病、心脑血管疾病等。因此,对睡眠呼吸障碍疾病的诊断与及时治疗是十分重要的。打鼾作为睡眠呼吸障碍疾病的典型症状之
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睡眠呼吸障碍是一种在睡眠过程中由于上呼吸道阻塞而引发的呼吸障碍疾病。在当今社会中,患有睡眠呼吸障碍的人群已经非常普遍,但人们却难以察觉到自身的睡眠健康。长期的不健康睡眠已经成为了多种慢性疾病的诱因,不仅严重影响到睡眠质量,还会给生活工作带来不便,影响记忆力,甚至可能会诱发高血压、中风、肺心病、心脑血管疾病等。因此,对睡眠呼吸障碍疾病的诊断与及时治疗是十分重要的。打鼾作为睡眠呼吸障碍疾病的典型症状之一,可以作为疾病诊治的有力依据。因此,采集到高质量的鼾声信号对于睡眠呼吸障碍的诊断是十分有意义的。本文旨在采用一种解调方式相对简单的方法设计并制作一款成本低、灵敏度高、温度稳定性好的光纤声波传感器用于检测鼾声信号。通过分析不同调制方式的光纤声波传感器的优缺点及制作难易程度,确定了基于膜片反射式强度调制型的光纤传感方案。实验中,我们制作了反射薄膜为镀金石英薄膜的光纤声波传感器。考虑到温度因素给传感器的稳定性和使用寿命带来了较大的影响,因此对传感器的内部粘接填充方案提出了改进,结合光纤声波传感器的应用场景,设计了传感器的外部封装工艺,优化了传感器的外部封装结构,并且详细介绍了传感器的封装步骤。通过上述优化和改进,传感器的温度稳定性和使用寿命得到了很大程度的改善和提升。经过实验测试,传感器的温度系数从2.2%/℃变为0.28%/℃,使用寿命也从最初的一个月提升至八个月以上,为实现高精度高稳定性的声波传感打下了基础。为了验证传感器的性能,搭建了静态压力测试系统和动态压力测试系统用于检测传感器对于静态压力和动态声压的响应情况。实验结果表明,静态压力测试结果与理论分析相吻合。对于动态压力测试而言,针对不同的测试频率,光纤声波传感器的动态响应特性曲线在0.3-500Pa的声压测量范围内线性良好,且反射薄膜有效直径越大,传感器的声压灵敏度越高。以25k Hz的声压测试频率为例,反射薄膜有效直径为7mm的光纤声波传感器的灵敏度为-187d B re V/μPa,优于灵敏度为-189d B re V/μPa的有效直径为4mm的光纤声波传感器。同时,将传感器应用于声音检测,检测了鼾声信号,并得到了不错的测试结果,表明传感器可用于睡眠呼吸障碍的诊断,为传感器能够应用于生物医学领域打下了良好的基础。
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