基于马赫曾德的呼吸频率检测.doc

摘要:本文主要是基于马赫曾德的呼吸频率（Breathing Rate，BR）检测，研究了一种比较新颖的光纤传感器的呼吸检测传感垫结构，该结构能够有效地检测人体在安静状态下的呼吸频率。检测的基本原理主要基于马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder interferometer，MZI），它是通过分振幅法来产生双光束干涉并构成的光学元件。这里，我们将其作为光纤传感器，它的一条臂用作传感臂，另一条臂则作为参考臂，可以用来测量压力、微应变等微弱物理量。整个系统包括一个分布反馈式激光源，两个50:50的光纤耦合器，一个光电检测器，一块软垫以及单模光纤。该呼吸检测系统具有非侵入性、结构简单、成本低、极高的灵敏度、抗电磁干扰等优点，已经广泛的引起了外界的注意。通过实验获得的数据信号，可以通过计算BR检测算法从收集的原始光信号中精确地提取出呼吸频率。

关键词：马赫-曾德尔干涉仪（MZI)；呼吸频率；光纤传感器；单模光纤

目录

摘要

Abstract

前   言-3

第1章 绪论-4

1.1 研究背景及意义-4

1.2 国内外现状-5

1.3 研究内容及目标-5

第2章  光纤马赫-曾德尔干涉仪的基本原理及应用分析-7

2.1 光纤MZI干涉仪系统的结构-7

2.2 MZI基本原理-7

2.3 光纤MZI干涉仪的应用-8

第3章  系统硬件环境的构成-9

3.1 系统框架-9

3.2 硬件的介绍与设计-9

3.2.1 硬件的介绍-9

3.2.2 硬件设计-11

第4章  呼吸信号数据的处理与提取-14

4.1 无人进行检测时-15

4.2 有人进行检测时-15

4.2.1 10万个采样点为一组数据-15

4.2.2 100万个采样点为一组数据-20

第5章  呼吸频率检测技术的比较-22

第6章  总结与展望-23

6.1 研究总结-23

6.2 研究展望-23

参考文献-24

致   谢-26