用于OPM生物磁测量的低成本实时光纤距离传感

背景：在无法实现稳定可穿戴传感器配置的生物磁测量中，例如基于光泵磁力仪的磁肌图（OPM-MMG），准确追踪磁传感器与生物组织之间的距离尤为重要。在这类测量中，运动引起的源-传感器几何变化会以非线性方式影响记录信号，并使运动伪迹控制变得复杂。由于在光泵磁力仪附近使用的组件必须是非磁性的以尽量减少磁干扰，因此需要一种紧凑的非磁性方法用于实时监测传感器到表面的距离。方法：使用全自动线性位移台在 0-30 mm 范围内、以 50 至 90 度的受控入射角，评估低成本非磁性聚合物光纤传感器（Keyence FS-N11MN 配 FU-6F 光纤）用于实时距离测量的性能。传感器产生 1 至 5 V 的模拟输出电压，采样率为 2048 Hz，响应时间为 16 ms。使用自定义脚本进行信号平均、噪声估计、不确定度加权、校准和距离重建。结果：电压随距离增加呈非线性下降。对于在 80 度和 90 度获得的合并数据，在 0-10 mm 和 0-30 mm 范围内的加权 Hill1 拟合得到的校正 R 平方值大于 0.9990。在五个传感器中，当校准和评估均限制在 0-10 mm 时，平均绝对重建误差为 0.0282 mm；当在 0-30 mm 上校准并在 10-30 mm 上评估时，为 0.1310 mm。在超过 10 mm 时观察到周期性调制，当传感器 1 独立运行时该调制仍然存在，并且与传感器的离散内部信号水平一致。结论：低成本非磁性聚合物光纤传感可为基于光泵磁力仪的生物磁测量中 0-10 mm 范围内的传感器到表面距离监测提供一种紧凑的实时方法。扩展至

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