生物医学传感器设计实验报告材料——血氧

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1、实用标准东南大学生物科学与医学工程学院《血氧信号的检测》生物医学传感器设计报告专业：生物医学工程姓名：学号：姓名：学号：实验室:设计时间：评定成绩：审阅教师：文档大全实用标准设计课题一、传感器性能指标的检测4一、实验原理41.金属热电偶传感器：42.热敏电阻：43.光电传感器：5二、实验数据及分析51.热电偶传感器：52.热敏电阻传感器：73.光电传感器：84.血氧探头：8设计课题五：血氧信号的检测9一、背景概述91.血氧饱和度的定义：92.生理意义：93.测量原理：10二、设计方案111.测量信号特征：112.可能存在的信号干扰：113.硬件调

2、试：114.电路要求：125.设计思路:12三、分级电路及仿真131、血氧探头发光驱动：见“硬件调试”。132、前置放大电路：131、低通滤波电路：143、50Hz陷波器：154、高通滤波器：17电路图：175、交流分离电路：186、直流分离电路：20电路图：207、控制电路：20四、实验数据记录及分析211、测试中所用仪器212、实验过程213、实验数据22五、实验总结23参考文献：23附录25一、器材清单：25二、电路原理：25文档大全实用标准三、原始数据：26文档大全实用标准生物医学传感器设计设计课题一、传感器性能指标的检测一、实验原理1.

3、金属热电偶传感器：热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。塞贝克效应电势差的计算公式：与分别为两种材料的塞贝克系数。如果与不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：热电偶传感器就是利用这种效应制成的热敏传感器。它具有测温范围宽、性能稳定、准确可靠等优点，应用广泛。2.热敏电阻：热敏电阻器是敏感元件的一类，由半导体陶瓷材料组成。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。正温度系数热

4、敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低。本次实验采用正温度系数热敏电阻器。热敏电阻的主要特点是：文档大全实用标准①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量

5、生产；⑥稳定性好、过载能力强。用于生物医学的热敏电阻的电阻率约为0.1~100Ώ.m，通常做成珠状、圆盘状、薄片状、杆状和环状的器件，具有尺寸小、灵敏度高和很好的长期稳定性等特点，应用很广。2.光电传感器：光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广

6、泛应用。二、实验数据及分析1.热电偶传感器：文档大全实用标准电势差随温度变化表电势差随温度变化图文档大全实用标准由图可知：随温度升高，热电偶电势差线性提高。2.热敏电阻传感器：热敏电阻随温度变化表热敏电阻随温度变化图文档大全实用标准由图可知：热敏电阻阻值随温度上升而线性提高3.光电传感器：由数据可知：无手指遮挡时，电压信号较强。4.血氧探头：文档大全实用标准设计课题五：血氧信号的检测一、背景概述1.血氧饱和度的定义：动脉血氧饱和度指在全部动脉血容量中，被血红蛋白结合的氧容量占全部可结合氧容量的百分比。血氧饱和度分数：是呼吸循环的重要生理参数。而功

7、能性氧饱和度为HbO2（氧合血红蛋白）浓度与HbO2（氧合血红蛋白）+Hb（还原血红蛋白）浓度之比：，有别于氧合血红蛋白所占百分数。本设计采用计算功能性氧饱和度方法。2.生理意义：血氧饱和度是呼吸循环的重要生理参数。人体的新陈代谢过程是生物氧化过程，而新陈代谢过程中所需要的氧，是通过呼吸系统进入人体血液，与血液红细胞中的血红蛋白(Hb)，结合成氧合血红蛋白(HbO2)，再输送到人体各部分组织细胞中去。许多文档大全实用标准临床疾病会造成氧供给的缺乏，这将直接影响细胞的正常新陈代谢，严重的还会威胁人的生命，所以动脉血氧浓度的实时监测在临床救护中非常重

8、要。一般情况下人体的血氧饱和度是正常的（动脉约98%，静脉约75%），人体手术后需要检测血氧饱和度，例如在急性心肌梗死患者恢复期测定混合