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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:耿丞
研究生(外文):GENG,CHENG
論文名稱:光纖光柵感測系統的生理監測應用
論文名稱(外文):Fiber Bragg Grating Sensing System In Application Of Medical Monitoring
指導教授:蔣彥儒
口試委員:王立康蕭進松
口試日期:2020-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:亞東技術學院
系所名稱:資訊與通訊工程碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2021
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:26
中文關鍵詞:光纖光柵照護者LabView
外文關鍵詞:fiber gratingcaregiverLabview
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本篇論文主要的目的是使用布拉格式光纖光柵(fiber Bragg grating)用來長期監測新生兒的生理狀況,尤其是在重症監護病房(NICU)保溫箱中的新生兒。光纖本身具有非常敏銳的感應變化,經由在光纖上寫製光柵製作成光纖光柵感測器後能用來長期測量新生兒的應力、溫度。

本篇論文的貢獻主要在於通過LabView GUI連接在電腦主機端上的一個互動介面,以實踐收集多方面的感測數據。護理人員不用長時間的待在保溫箱旁確認狀況。相對的,他們可以使用這個監測介面來幫助完成。

本論文的結論要建立光纖光柵/監控系統的模型。將來我們能為護理人員提出另一種智能醫療的替代方案。

The dissertation is to evaluate the long term physical monitoring of infants in extrauterine environment, especially incubator in NICU by employing fiber Bragg grating sensor systems. Based on very sensitive experience on strain and temperature variation inherited in fiber grating, the system can sense infants’ motional and body temperature in a long term fashion.

Another contribution on this dissertation is to design a user friendly interface on PC by Labview GUI to achieve the multi-purpose sensing data fusion. Caregivers don’t need to take every incubators every hour on the bedside. Instead they can use the integrated monitoring interface to achieve the caregiving jobs.

The conclusion of this dissertation is to build up a prototyping for fiber grating sensor/ centralized monitoring system. We propose a guidance for caregivers another alternatives for intelligent healthcare in the future.

目錄
摘要 ii
Abstract iii
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 研究背景與動機 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 實驗環境與設備 2
2.1 IOM光電轉換 2
2.2 I-MON訊問監控器 4
2.3 光纖熔接機 5
2.4 光纖切割刀 6
2.5 靜態光感測掃描儀SM125 7
2.6 系統主體架構 7
第三章 研究方法 10
3.1研究假設 10
3.2 研究架構 14
3.3 第一次實驗 15
3.4 第二次實驗 21
第四章 結論 24
參考文獻 25














表目錄
表格 1PC端獲取的資料節錄 21














圖目錄
圖表 1:在FBG傳感系統中使用I-MON 3
圖2:I-MON詢問監視器的光學原理圖 4
圖3:I-MON詢問監視器的光學原理圖 5
圖4:本次實驗中所使用的光纖熔接機 6
圖5:本次實驗中所使用的光纖切割刀 6
圖6:靜態光感測掃描儀SM125 7
圖7:系統主體架構 8
圖8:光纖線連接儀器玻璃纖維的接頭 8
圖9:光纖光柵裸光纖的部分 9
圖10:與IOM光電轉換所連接的主系統 9
圖11:這次所使用的IOM光電轉換器 10
圖12:光柵原理波長變化圖 11
圖13:模態形狀單模 12
圖14:模態形狀多模 13
圖15:3D Layout 14
圖16:主要流程圖 15
圖17:濕度測試判定 16
圖18:壓力測試判定 16
圖19:光柵感測變化說明圖 17
圖20:Enlight輸出介面 17
圖21:Enlihgt輸出儲存的文字檔 18
圖22:C語言置檔案格式-1 18
圖23:C語言置檔案格式-2 19
圖24:LabView顯示介面 19
圖25:LabView程式介面 20
圖26:判定警告結果介面 20
圖27:MATLAB程式碼 23
圖28:實測圖(LabVIEW介面) 23
圖29:MATLAB計算後畫面 24


參考文獻
1. Y. J. Chiang, Likarn Wang, W. F. Liu,H. S. Chen, C. W. Hsu, and C. C. Yang, “Temperature-insensitive linear strain measurement using two fiber Bragg gratings in a power detection scheme,” OptCommun., vol. 197, no.4-6, pp. 327-330,2001.
2. Y. J. Chiang, Likarn Wang, H. S. Chen, C. C. Yang, andW. F. Liu, “Multipoint temperature-independent fiber Bragg grating strain sensing system employing an optical power detection scheme,” Appl.Opt., vol. 41, no. 9, pp. 1661-1667,2002.
3. Likarn Wang, Y. J. Chiang, and C. C. Yang, “Dual fiber Bragg grating strain sensor system,”U.S. Patent, No. 20030194167, 2003.
4. Y. J. Chiang, Likarn Wang, W. F. Liu, and C. S. Hsiao, “Temperature-insensitive multipoint strain-sensing system based on fiber Bragg gratings and optical power detection scheme,”IEEE Sensors J., vol. 6, pp. 465-470, 2006.
5. Y. S. Hsu, Likarn Wang, W. F. Liu, and Y. J. Chiang, “Temperature compensation of optical fiber Bragg grating pressure sensor,”IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 18, pp. 874-876, 2006.

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