一種光電脈搏傳感器的製造方法
2023-05-28 12:19:56
一種光電脈搏傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光電脈搏傳感器，涉及光電【技術領域】，所述光電脈搏傳感器所需提供的電壓為3.3V，包括脈搏信號拾取電路，所述脈搏拾取電路連接有發光二極體和光敏二極體，所述脈搏信號拾取電路連接有信號放大電路，所述信號放大電路連接有波形整形電路，所述波形整形電路連接有單片機，發光二極體發出的光透射過手指，經過手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極體接收，並通過脈搏信號拾取電路對信號採集，經放大電路將信號放大，波形整形電路對信號進行處理，通過單片機將其顯示出來，解決了微弱信號容易受到外界電磁信號的幹擾的問題，排除了背景光的影響。
【專利說明】一種光電脈搏傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光電【技術領域】，具體涉及一種光電脈搏傳感器。
【背景技術】
[0002]人體脈搏信號中包含豐富的生理信息，對臨床具有重大的意義，光電容積法是當今測量脈搏信號的一種有效方法，也可以用來測量血氧飽和度、氧分壓和心搏出量等生理指標，光電式脈搏傳感器是根據光電容積法原理，通過對透光度的監測，由光強度變化間接檢測出脈搏信號，傳統的傳感器存在著容易受到幹擾而準確度不高的問題，而且基本上都是通過串口線上位機相連的，這樣脈搏採集系統的使用範圍和靈活性就會受到限制，申請號為CN01800917、授權公告日為2002年8月28日、專利名稱為光電傳感器的實用新型專利，藉助光電管的光轉換的作用可以通過更長的光路進行，可以藉助光敏傳感器馬上查明進入光電管中的分析氣體的測量結果，但是，由於通過光敏器件輸出電流很低，通過光電轉換得到的包含脈搏信息的電信號一般比較微弱，容易受到外界電磁信號的幹擾；由於動脈搏動引起的光強變化比背景光的變化微弱得多，背景光的幹擾因素很大。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在於提供一種測量精度高的光電脈搏傳感器。
[0004]本實用新型解決技術問題的技術方案為:一種光電脈搏傳感器，所述光電脈搏傳感器所需提供的電壓為3.3V，包括脈搏信號拾取電路，所述脈搏拾取電路連接有發光二極體和光敏二極體，所述脈搏信號拾取電路連接有信號放大電路，所述信號放大電路連接有波形整形電路，所述波形整形電路連接有單片機。
[0005]作為進一步改進，所述信號放大電路包括低通放大器電路和二級放大器電路。
[0006]作為進一步改進，所述單片機連接有數碼管。
[0007]作為進一步改進，所述發光二極體連接有驅動電路。
[0008]作為進一步改進，所述發光二極體發出光的波長為600_700nm。
[0009]有益效果:本實用新型中發光二極體發出的光透射過手指，經過手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極體接收，並通過脈搏信號拾取電路對信號採集，經放大電路將信號放大，波形整形電路對信號進行處理，通過單片機將其顯示出來，解決了微弱信號容易受到外界電磁信號的幹擾的問題，排除了背景光的影響；信號放大電路包括低通放大器電路和二級放大器電路，對信號進行二步處理，保證放大後的信號容易識別處理，單片機連接有數碼管，價格便宜，操作簡單方便，容易觀察，發光二極體連接有驅動電路，保證發光二極體發光的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的原理圖。
[0011]圖2為本實用新型中信號拾取電路的原理圖。[0012]圖3為本實用新型中低通濾波器電路的原理圖。
[0013]圖4為本實用新型中二級放大器電路的原理圖。
[0014]圖5為本實用新型中波形整形電路的原理圖。
[0015]圖6為本實用新型中驅動電路的原理圖。
[0016]其中:100-信號拾取電路，101-發光二極體，102-光敏二極體，103-驅動電路，200-信號放大電路，201-低通濾波器電路，202-二級放大器電路，300-波形整形電路，301-單片機，302-數碼管。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細說明。如圖1、所示:一種光電脈搏傳感器，所述光電脈搏傳感器所需提供的電壓為3.3V，包括脈搏信號拾取電路100，所述脈搏拾取電路100連接有發光二極體101和光敏二極體102，所述脈搏信號拾取電路100連接有信號放大電路200，所述信號放大電路200連接有波形整形電路300，所述波形整形電路300連接有單片機301，發光二極體發出的光透射過手指，經過手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極體接收，並通過脈搏信號拾取電路對信號採集，經放大電路將信號放大，波形整形電路對信號進行處理，通過單片機將其顯示出來，解決了微弱信號容易受到外界電磁信號的幹擾的問題，排除了背景光的影響。
[0018]發光二極體和光敏二極體的工作原理:發光二極體發出的光透射過手指，經過手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極體接收。由於手指動脈血在血液循環過程中呈周期性的脈動變化，所以它對光的吸收和衰減也是周期性脈動的，於是光敏二極體輸出信號的變化也就反映了動脈血的脈動變化。
[0019]脈搏信號拾取電路原理(如圖2):紅外接收二極體在紅外光的照射下能產生電能，單個二極體能產生0.4V電壓，0.5mA電流。BPW83型紅外接收二極體和IR333型紅外發射二極體工作波長都是940nm，在指夾中，紅外接收二極體和紅外發射二極體相對擺放以獲得最佳的指向特性。紅外發射二極體中的電流越大，發射角度越小，產生的發射強度就越大。在圖1中，RO選100Ω是基於紅外接收二極體感應紅外光靈敏度考慮的。RO過大，通過紅外發射二極體的電流偏小，BPW83型紅外接收二極體無法區別有脈搏和無脈搏時的信號。
[0020]低通濾波器電路的原理(如圖3):按人體脈搏在運動後最高跳動次數達240次/分計算來設計低通放大器，它由IC2A和C04等組成，轉折頻率由R07、C04、R08和C05決定，放大倍數由R08和R06的比值決定。
[0021]二級放大器電路原理(如圖4) =Rpll用以調整系統的放大倍數，C06用以防止放大器自激。採用二級放大，零點漂移不很明顯，在0.1V左右。所以將比較器的閾值電壓設計成0.25V，以確保濾除幹擾信號。採用比較器的好處是能有效地克服零點漂移所造成的影響，提高測量的準確性。
[0022]波形整形電路原理(如圖5):IC3A是⑶4528型單穩態多諧振蕩器，有效脈寬為
0.05s.其寬度由R22和C20決定。IC3B也組成一個單穩態多諧振蕩器，脈寬為240ms。D2、Dl和T3等組成一個或非門，只有C，E兩點均為低電平時，信號放大器整機輸出才是高電平。設計這個電路的目的是為了在輸出端輸出一個窄脈衝，並且要在由R13和C07決定的時間內任何信號都不會干擾輸出。
[0023]值得注意的是，所述信號放大電路200包括低通放大器電路201和二級放大器電路202，對信號進行二步處理，保證放大後的信號容易識別處理，所述單片機301連接有數碼管302，價格便宜，操作簡單方便，容易觀察。
[0024]在本實施例中，如圖6所示，所述發光二極體101連接有驅動電路103，保證發光二極體發光的穩定性，所述發光二極體101發出光的波長為600-700nm。
[0025]基於上述，發光二極體發出的光透射過手指，經過手指組織的血液吸收和衰減，由光敏二極體接收，並通過脈搏信號拾取電路對信號採集，經放大電路將信號放大，波形整形電路對信號進行處理，通過單片機將其顯示出來，解決了微弱信號容易受到外界電磁信號的幹擾的問題，排除了背景光的影響。
[0026]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種光電脈搏傳感器，所述光電脈搏傳感器所需提供的電壓為3.3V,其特徵在於:包括脈搏信號拾取電路，所述脈搏拾取電路連接有發光二極體和光敏二極體，所述脈搏信號拾取電路連接有信號放大電路，所述信號放大電路連接有波形整形電路，所述波形整形電路連接有單片機。
2.根據權利要求1所述的一種光電脈搏傳感器，其特徵在於:所述信號放大電路包括低通濾波器電路和二級放大器電路。
3.根據權利要求2所述的一種光電脈搏傳感器，其特徵在於:所述單片機連接有數碼管。
4.根據權利要求1所述的一種光電脈搏傳感器，其特徵在於:所述發光二極體連接有驅動電路。
5.根據權利要求1所述的一種光電脈搏傳感器，其特徵在於:所述發光二極體發出光的波長為600-700nm。
【文檔編號】A61B5/02GK203724078SQ201420040356
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】盧進軍 申請人:陝西理工學院