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変位型光学式音響センサの試作

机译:位移型光学声传感器的试制

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摘要

An optical displacement sensor with high sensitivity and wide dynamic range was utilized to develop sound transducers for medical use. Their sensor units are made of a fiber-optic displacement sensor and a reflective diaphragm. Vibrations of the diaphragm contacted with the skin are detected as the alternations of the reflected light. Calibrations were made both in the air and on the phantom of skin. The transducer with the diaphragm made of PET has the bandwidth of up to 1 [kHz] and the sensitivity of -90 [dB]. Those values are good enough as a medical sound transducer. As an application, the measurement of heart sound was done. It has shown that not only the heart sounds but also the ballistocardiogram and the respiratory movements of the thorax could be clearly detected. It is due to the transducer's frequency response from DC to audible range. Development of a microphone was also tried by extending the transducer's frequency bandwidth.%光学式変位センサの感度の良さとダイナミックレンジの広さに注目し,応用として生体用光学式音響センサを提案した。光ファイバ型変位センサと受音面である反射膜を一体としたセンサヘッドにより,生体に密着させた受音膜の振動変位を反射受光量の変化として検出する構造である。試作したセンサの感度校正を空気中および疑似生体表面上で行い,PETを反射膜に使用したセンサで生体音響センサとして必要な1[kHz]までの周波数帯域と,感度-90「dB」を確保できることを確認した。試作センサにより心音の計測を試みた結果,心音と同時に心弾動図および胸郭の呼吸運動を明瞭に記録可能であった。れは原理的に直流からの記録が可能であるためであり,このセンサの大きな特徴といえる。さらにこのセンサの応用として,周波数帯域を広げてマイクロホンへの応用も試みた。
机译:利用具有高灵敏度和宽动态范围的光学位移传感器来开发医疗用声换能器。它们的传感器单元由光纤位移传感器和反射膜片制成。与皮肤接触的振动膜的振动被检测为反射光的交替。在空气中和皮肤模型上均进行了校准。带PET膜片的传感器的带宽高达1 [kHz],灵敏度为-90 [dB]。这些值足以作为医用声音传感器。作为一种应用,完成了心音的测量。结果表明,不仅可以清楚地检测到心音,还可以清楚地检测出心搏描记图和胸部的呼吸运动。这是由于换能器从DC到可听范围的频率响应所致。还可以通过扩展传感器的频率带宽来尝试开发麦克风。%光学式试身したセンサの感度校正を空気中および疑似生体表面上で行い,PETを反射膜に使用したセンサで生体音响センサとして必要な1 [kHz]までの周波数帯域と,感度-90「dB」を确保できることを确认した。试作センサにより心音の计测を试みた结果,心音と同时に心弾动図および胸郭の呼吸运动を明了に记录可能であった。れは原理的に直流からの记录が可能であるためであり,このセンサの大きな特徴といえる。さらにこのセンサの応用として,周波数帯域を広げてマイクロホンへの応用も试みた。

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