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1、5电测与仪表6199813总第35卷第387期光电式脉搏传感器及由其组成的血压测量仪黑龙江大学李秀农汪国强摘要本文叙述了光电式脉搏传感器的结构及测电路,测出血流状态。血管不受压力时,血流工作原理,介绍了血压压力传感器以及由它们均匀,反射光也比较均匀,故传感器无脉搏信号组成的血压测量仪,该血压测量仪以MSC-51输出;当血管受压血液不流动时,传感器也无输单片机为控制核心,用液晶显示器显示结果,测出信号;只有当血管受到挤压,血管中的血液断量仪具有体积小、功耗低、使用灵活等特点。续流动时,反射光也随之变化,这时传感器输出关键词光电式脉搏传感器收缩压舒张压脉搏信号,达到了测量脉
2、搏的作用。脉搏心率单片机21压力传感器图2所示是我们设计的血压传感器(即压一、引言力传感器)的结构图。圆形感压膜片固接于铝血压在生物医学测量中是一种常用而重要支架上,膜片采用012mm厚的磷青铜材料制成的指标。世界上出现比较完整的血压测量仪器直径19mm圆片。半导体力敏电桥粘贴于膜片已有近一百年的历史。近来随着科学技术的发的适当位置上,压力P由膜片的一侧作用于膜展出现了各种新颖的血压测量仪器,特别是电片上(图中箭头所示),膜片在压力作用下的变子血压仪的出现,使血压测量变得非常方便。形引起力敏电桥产生与压力成比例的应变,使我们利用光电式脉搏传感器及压力传感电桥四臂的电阻发
3、生变化,产生与压力成正比器,检测人手指的血压信号,并利用8031单片的输出电压。机进行控制和信号采集,将人体血压和心率等测量值自动显示并打印出来,达到了方便、快捷、准确地测量血压的目的。制成的血压仪样机性能良好,结构简单,有较好的应用和推广价值。二、传感器结构原理图211光电式脉搏传感器把上述光电式脉搏传感器与压力传感器有图1是光电式脉搏传感器示意图,它由红机地组合起来,在微机的控制下,即能组成一台外发光二极管和红外光敏三极管构成。发光二血压、心率测量仪。极管发出的红外光照射到血管上,部分光经血三、血压仪的测量原理管反射被光敏三极管接收并转换成电信号送检11血压仪电路框
4、图图3是我们设计的血压测量仪(以下简称血压仪)的原理框图。血压仪由套在手指上的气囊(也称气袖,它由充气泵进行充气)、压力传感器、光电式脉搏传感器及8031微机、显示等组成,可以用来测量人的血压和心率。其工作图1原理是:利用充气泵把气袖充气,使其压力达到38很快达到250mmHg,此时停止充气,由微泄气阀以2~3mmHg/s的速度泄气,随之测出收缩压、舒张压和心率。当测量结束时,打开电磁泄气阀,使气袖中的空气迅速放出,完成整个测量过程。图3250mmHg,这时气袖紧压手指上血管,使血液不流动。然后通过压力控制单元,控制气袖中图5的压力以2~3mmHg/s的速率下降。与此同
5、四、检测电路原理时,压力传感器始终测量气袖中的压力。光电11脉搏检测电路原理式脉搏传感器对准套于血管上,检测血流状态。图6是脉搏传感器的恒流源电路和检测电当压力大于收缩压时,血液因血管受压迫而停路。恒流源提供10mA的稳定电流,供脉搏传止流动,光电脉搏传感器检测不到脉搏;压力继感器的发光管发光。脉搏放大电路为同相交流续下降,当达到收缩压时,血液开始断续流动,放大器,对直流无放大作用,由于反馈电容数值脉搏传感器测出脉搏信号,此信号由微机检测比较小,所以起到了高频滤波的作用。因此只到,并显示此时气袖中的压力,它即为收缩压;将脉搏信号进行放大,送到微机系统。压力继续下降,当达
6、到舒张压时,由于血管不受压迫,血流均匀,脉搏传感器测出的脉搏信号消失,微机检测到此状态,并对此时气压进行显示。对脉搏信号进行计数与显示即得到心率指示。此时气袖中的压力即为舒张压。整个测量过程如图4所示。最后由8031单片机进行处理,显示并打印出收缩压、舒张压、心率等测量图6结果和测量日期。21力敏电桥及其放大电路图7是力敏电桥及其放大电路,图中r1~r4是电桥的四个臂,W0是电桥的调零电位器,&U0是电桥的输出电压。R1、R2、Rf、Rfc和LM324组成了电桥的放大电路,U0是放大电路的输出电压。设力敏电阻的灵敏系数为K,在小压力情况下(例如测血压时)电桥的输出电图4
7、21血压仪的压力控制图5是血压仪气路系统示意图。启动血压仪,关闭电磁泄气阀,充气泵给气袖充气,由于充气泵的充气速度比较快,气袖中的气体压力图739压为气,压力达到250mmHg时停止充气,随后缓慢3KE022放气即可自动测出收缩压、舒张压、心率等数&U=2(1-L)#X#P(1)8hE据。测量结束时,显示并打印结果。式中L)))膜片材料的泊松系数本血压仪具有设计简单、使用灵活等特点,E)))膜片材料的杨氏模量与水银式血压计相比排除了测量中人为因素的h)))膜片的厚度影响,且可由患者自身使用。故不仅适用于医X)))膜片中心到力敏电阻的距离院
