香港理工開發(fā)可用來測(cè)量人體的微小壓力變化的光纖傳感器

香港理工大學(xué)人員領(lǐng)導(dǎo)的研究開發(fā)出一種極其靈敏的微型光纖傳感器，可用來測(cè)量人體的微小壓力變化。

研究人員在光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)期刊《光學(xué)快報(bào)》(Optics Letters)上描述了他們的新光纖傳感器。這種傳感器是基于嵌入到一種名為Zeonex的新型聚合物光纖中的光纖布拉格光柵(FBG)，能夠檢測(cè)到僅2千帕斯卡的壓力變化。

該傳感器中使用的聚合物Zeonex，其與硅纖維相比不僅具有化學(xué)惰性，而且能很好地在水環(huán)境中工作，而且在壓力變化時(shí)表現(xiàn)出更高的光位移。盡管被稱為摻雜劑的物質(zhì)經(jīng)常被用于制造光纖的內(nèi)芯和外包層具有不同折射率的材料，但研究人員通過使用不同等級(jí)的Zeonex來制造單材料纖維，簡(jiǎn)化了制造過程。

為了演示這種新型傳感器，研究人員使用傳統(tǒng)聚合物傳感器進(jìn)行了比較。這些傳感器被放置在一個(gè)腔室里，并手動(dòng)地升高或降低壓力，逐步高于或低于大氣壓。同時(shí)對(duì)兩種傳感器的光位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

測(cè)試表明，新型傳感器可用于高達(dá)50千帕或低于大氣壓的低壓測(cè)量，分辨率為2.0千帕。與傳統(tǒng)的聚合物傳感器相比，壓力測(cè)量的靈敏度提高了80%。

研究人員表示，“新壓力傳感器為醫(yī)療應(yīng)用而設(shè)計(jì)，克服了硅基纖維傳感器的許多問題......它足夠靈敏，可以在呼吸時(shí)測(cè)量壓力的變化只有幾千帕肺部壓力?！?/p>