光電容積脈搏波光電檢測傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光電容積脈搏波光電檢測傳感器，它包括第一光電檢測組件、第二光電檢測組件和第三光電檢測組件，所述的第一光電檢測組件包括第一光發(fā)射模塊、與第一光發(fā)射模塊相配合的第一反射鏡、第一濾光片及第一光敏管，第一光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第一反射鏡的反射穿透第一濾光片由第一光敏管接收，第一光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈。本發(fā)明提供一種光電容積脈搏波光電檢測傳感器，該傳感器采用綠光和紅外光作為光源，綠光反射率高、反射的光強度大，光敏管測量感知度高，光敏管檢測到的信號經(jīng)放大器處理，使得傳感器精度高、靈敏性好，光敏管前設置有涂布有納米涂層的濾光片，能有效濾除非測試光源和光敏管波長范圍外的光。
【專利說明】光電容積脈搏波光電檢測傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電檢測傳感器，特別是一種光電容積脈搏波光電檢測傳感器。

【背景技術】
[0002]人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張，使血流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息，很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。傳統(tǒng)的脈搏測量采用脈診方式，中醫(yī)脈象診斷技術就是脈搏測量在中醫(yī)上卓有成效的應用，但是受人為的影響因素較大，測量精度不高。無創(chuàng)測量又稱非侵入式測量或間接測量，其重要特征是測量的探測部分不侵入機體，不造成機體創(chuàng)傷，通常在體外，尤其是在體表間接測量人體的生理和生化參數(shù)。
生物醫(yī)學傳感器是獲取生物信息并將其轉(zhuǎn)換成易于測量和處理信號的一個關鍵器件。光電式脈搏傳感器是根據(jù)光電容積法制成的脈搏傳感器，通過對手指末端透光度的監(jiān)測，間接檢測出脈搏信號。目前市場上的絕大多數(shù)光電傳感器為脈搏和脈搏血氧測試的傳感器，一般為紅光和紅外光為一組作為發(fā)光源，光敏管作為光信號接收，為分離的兩部分，主要通過透射方式測試手指而得到人體的脈搏和血氧參數(shù)。但這些觀點檢測傳感器未對光源的干擾，進行處理，光經(jīng)過散射、閃射后進入光敏管進行處理，導致性能，靈敏度、精度不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種光電容積脈搏波光電檢測傳感器，該傳感器采用綠光和紅外光作為光源，綠光反射率高、反射的光強度大，光敏管測量感知度高，光敏管檢測到的信號經(jīng)放大器處理，使得傳感器精度更高、靈敏性更好，光敏管前設置有涂布有納米涂層的濾光片，能有效濾除非測試光源和光敏管波長范圍外的光。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:光電容積脈搏波光電檢測傳感器，它包括第一光電檢測組件、第二光電檢測組件和第三光電檢測組件，所述的第一光電檢測組件包括第一光發(fā)射模塊、與第一光發(fā)射模塊相配合的第一反射鏡、第一濾光片及第一光敏管，第一光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第一反射鏡的反射穿透第一濾光片由第一光敏管接收，第一光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈；
所述的第二光電檢測組件包括第二光發(fā)射模塊、與第二光發(fā)射模塊相配合的第二反射鏡、第二濾光片及第二光敏管，第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第二反射鏡的反射穿透第二濾光片由第二光敏管接收，第二光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈和紅外光LED燈；所述的第三光電檢測組件包括第三濾光片和第三光敏管，第一光發(fā)射模塊和第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過皮下組織血液的反射依次穿透納米涂層和第三濾光片由第三光敏管接收。
[0005]所述的第一光發(fā)射模塊包括第一綠光LED燈Dl，第二發(fā)射模塊包括第二綠光IED燈D2和紅外光燈D3，第一綠光燈Dl和第二綠光燈D2并聯(lián)接同一電壓，紅外第一綠光燈Dl、第二綠光燈D2和紅外光燈D3的負極并聯(lián)接地。
[0006]所述的第一光敏管的正極通過第一限流電阻連接傳感器第一輸出端，第二光敏管的負極通過第二限流電阻連接傳感器的第二輸出端，第三光敏管的正極與放大器的反相輸入端連接，放大器的同相輸入端與主電路連接，放大器的輸出端與傳感器的第三輸出端連接；所述的第一光敏管的負極、第二光敏管的正極和第三光敏管的負極并聯(lián)后接地。
[0007]所述的第一濾光片、第二濾光片和第三濾光片的表面涂布有高科技納米涂層。
[0008]所述的第一和第三光敏管所檢測的未進入皮膚表層的光信號主要用于補償?shù)诙饷艄苤械姆荘PG信號。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種光電容積脈搏波光電檢測傳感器，該傳感器采用綠光和紅外光作為光源，，綠光反射率高、反射的光強度大，光敏管測量感知度高，光敏管檢測到的信號經(jīng)放大器處理，使得傳感器精度更高、靈敏性更好，光敏管前設置有涂布有納米涂層的濾光片，能有效濾除非測試光源和光敏管波長范圍外的光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為傳感器結(jié)構(gòu)圖；
圖2為傳感器原理電路圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0012]如圖1和圖2所示，光電容積脈搏波光電檢測傳感器，它包括第一光電檢測組件、第二光電檢測組件和第三光電檢測組件，所述的第一光電檢測組件包括第一光發(fā)射模塊、與第一光發(fā)射模塊相配合的第一反射鏡、第一濾光片及第一光敏管，第一光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第一反射鏡的反射穿透第一濾光片由第一光敏管接收，第一光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈；
所述的第二光電檢測組件包括第二光發(fā)射模塊、與第二光發(fā)射模塊相配合的第二反射鏡、第二濾光片及第二光敏管，第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第二反射鏡的反射穿透第二濾光片由第二光敏管接收，第二光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈和紅外光LED燈；所述的第三光電檢測組件包括第三濾光片和第三光敏管，第一光發(fā)射模塊和第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過皮下組織血液的反射依次穿透納米涂層和第三濾光片由第三光敏管接收。
[0013]所述的第一光發(fā)射模塊包括第一綠光LED燈D1，第二發(fā)射模塊包括第二綠光IED燈D2和紅外光燈D3，第一綠光燈Dl和第二綠光燈D2并聯(lián)接同一電壓，紅外第一綠光燈Dl、第二綠光燈D2和紅外光燈D3的負極并聯(lián)接地。
[0014]所述的第一光敏管D5的正極通過第一限流電阻Rl連接傳感器第一輸出端Voutl，第二光敏管D6的負極通過第二限流電阻R2連接傳感器的第二輸出端Vout2，第三光敏管D6的正極與放大器的反相輸入端連接,放大器的同相輸入端與主電路連接，放大器的輸出端與傳感器的第三輸出端Vout3連接；所述的第一光敏管D5的負極、第二光敏管D6的正極和第三光敏管D4的負極并聯(lián)后接地。
[0015]所述的第一濾光片、第二濾光片和第三濾光片的表面涂布有高科技納米涂層。
[0016]所述的第一和第三光敏管所檢測的未進入皮膚表層的光信號主要用于補償?shù)诙饷艄苤械姆荘PG信號。
[0017]本發(fā)明集成了 570nm波長的雙綠光LED和970nm波長的紅外光LED作為PPG光電檢測傳感器的光源，同時集成了三個高科技納米涂層光檢測光敏管以及光反射鏡和濾光片以及一級信號放大器。
[0018]本發(fā)明中比紅光發(fā)射率高、測量感度高的雙綠光LED發(fā)射的光經(jīng)過人體皮膚組織吸收后，一部分經(jīng)由血液中的氧合血紅蛋白Hb02吸收后漫反射返回，射出人體表面，漫反射返回的光經(jīng)濾光片后被光敏管D4測得，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出，即獲得人體光電容積脈搏波信號，該返回光信號可以反映動脈血管搏動引起的血管容積變化。光敏管D4輸出的綠光電信號通過外圍微處理器算法計算出人體的心率和呼吸以及血壓等生理指標；紅外光經(jīng)過人體皮膚組織吸收后，一部分經(jīng)人體血液中的血紅蛋白HbR吸收后漫反射出人體表面，漫反射返回的光經(jīng)濾光片后被光敏管D4測得，并轉(zhuǎn)化為電信號輸出，即獲得人體光電容積脈搏波信號。綠光LED和紅外光LED產(chǎn)生的兩路光電容積脈搏波信號通過外圍微處理器的人體心律特征信號算法可以計算出人體的血氧飽和度。
[0019]本發(fā)明由外部驅(qū)動電路驅(qū)動雙綠光LED，使得綠光LED按照設計要求發(fā)出光源，光一部分通過反射鏡反射出未進入皮膚表層的光，光敏管檢測等到信號，主要補償驅(qū)動電路使得LED光出的光保持恒定流明；另一部分光通過人體皮下血液時由人體脈搏搏動引起血液流動中的含氧血紅蛋白Hb02和還原血紅蛋白HbR吸收后反射使得兩束光信號發(fā)生相應的變化，在經(jīng)過高科技納米層，且由濾光片濾除非光敏管波長范圍內(nèi)的光后，光信號進入光敏管，光敏管接收的變化的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻獎用}血管搏動引起血容量變化的光電容積脈搏波信號，光電容積脈搏波信號進入一級放大器等待處理，信號檢測結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.光電容積脈搏波光電檢測傳感器，其特征在于:它包括第一光電檢測組件、第二光電檢測組件和第三光電檢測組件，所述的第一光電檢測組件包括第一光發(fā)射模塊、與第一光發(fā)射模塊相配合的第一反射鏡、第一濾光片及第一光敏管，第一光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第一反射鏡的反射穿透第一濾光片由第一光敏管接收，第一光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈； 所述的第二光電檢測組件包括第二光發(fā)射模塊、與第二光發(fā)射模塊相配合的第二反射鏡、第二濾光片及第二光敏管，第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過第二反射鏡的反射穿透第二濾光片由第二光敏管接收，第二光發(fā)射模塊包括一個綠光LED燈和紅外光LED燈； 所述的第三光電檢測組件包括第三濾光片和第三光敏管，第一光發(fā)射模塊和第二光發(fā)射模塊發(fā)射的光信號經(jīng)過皮下組織血液的反射依次穿透納米涂層和第三濾光片由第三光敏管接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電容積脈搏波光電檢測傳感器，其特征在于:所述的第一光發(fā)射模塊包括第一綠光LED燈Dl，第二發(fā)射模塊包括第二綠光IED燈D2和紅外光燈D3，第一綠光燈Dl和第二綠光燈D2并聯(lián)接同一電壓，紅外第一綠光燈D1、第二綠光燈D2和紅外光燈D3的負極并聯(lián)接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電容積脈搏波光電檢測傳感器，其特征在于:所述的第一光敏管的正極通過第一限流電阻連接傳感器第一輸出端，第二光敏管的負極通過第二限流電阻連接傳感器的第二輸出端，第三光敏管的正極與放大器的反相輸入端連接，放大器的同相輸入端與主電路連接，放大器的輸出端與傳感器的第三輸出端連接；所述的第一光敏管的負極、第二光敏管的正極和第三光敏管的負極并聯(lián)后接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電容積脈搏波光電檢測傳感器，其特征在于:所述的第一濾光片、第二濾光片和第三濾光片的表面涂布有高科技納米涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電容積脈搏波光電檢測傳感器，其特征在于:所述的第一和第三光敏管所檢測的未進入皮膚表層的光信號主要用于補償?shù)诙饷艄苤械姆荘PG信號。
【文檔編號】A61B5/02GK104224144SQ201410507833
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】崔予紅 申請人:成都金海鼎盛科技有限公司