一種基于紅外光電傳感器的脈搏測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種脈搏測量儀，具體涉及一種基于紅外光電傳感器的脈搏測量儀。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，心率測量技術也越來越先進，對心率的測量精度也越來越高，國內(nèi)外先后研制了不同類型的心率計，而其中關鍵是對心率傳感器的研究。起初用于體育測量的心率測試集中在對接觸式傳感器的研究，利用此類傳感器所研制的指脈、耳脈等測量儀各有其優(yōu)缺點。指脈測量比較方便、簡單，但因為手指上的汗腺較多，指夾常年使用，污染可能會使測量靈敏度下降:耳脈測量比較干凈，傳感器使用環(huán)境污染少，容易維護。但因耳脈較弱，尤其是當季節(jié)變化時，所測信號受環(huán)境溫度影響明顯，造成測量結果不準確。
[0003]目前在醫(yī)院臨床監(jiān)護和日常中老年保健中出現(xiàn)的日常監(jiān)護儀器，如便攜式電子血壓計，雖然可以完成心率的測量，但是這種便攜式電子血壓計利用微型氣栗加壓橡膠氣囊，每次測量都需要一個加壓和減壓的過程，存在體積龐大、加減壓過程會有不適、心率檢測的精確度低等缺點。
[0004]具體的，目前現(xiàn)有技術中，存在的缺點主要有以下幾點:
[0005](I)應用TCRT5000紅外光電傳感器來檢測信號時，對TCRT5000中藍管和黑管的位置有一定要求。而且所得到的信號在放大時需進行兩級放大電路，增加了電路的復雜性以及誤差性。
[0006](2)現(xiàn)有測量人體脈搏技術，大都采用相對復雜的外圍電路，對微弱的脈搏信號進行放大和整形，有的甚至多級放大，更是增加了電路的復雜性。而當采用壓力傳感器時，需要添加加壓裝置，例如充氣栗及其連接的固定氣閥、儲氣袖帶，無疑增加了整個裝置的成本和難度。
[0007](3)傳統(tǒng)的指脈測量較易被污染，影響測量靈敏度;耳脈測量易受溫度影響造成較大誤差;常用的便攜式電子血壓計具有體積龐大，測量結果不精確等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為克服現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型的目的在于提供一種基于紅外光電傳感器的脈搏測量儀，在實現(xiàn)測量的準確性的基礎上，具有操作過程更加簡便以及成本低廉的特點。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0010]—種基于紅外光電傳感器的脈搏測量儀，包括用于將檢測的脈搏跳動的紅外光轉換成電信號的信號采集電路，與信號采集電路相連的信號放大與整形電路，信號放大與整形電路連接有單片機，單片機連接有液晶顯示模塊。
[0011]所述信號采集電路包括電源VCC、紅外線發(fā)射二極管D2、光敏二極管D3、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電容C8，其中所述電阻R7的一端連接電源VCC，電阻R7的另一端與紅外線發(fā)射二極管D2的正極相連接，紅外線發(fā)射二極管D2的負極接地；電阻R8的一端與電源VCC相連，電阻R8的另一端與電容CS的一端以及光敏二極管D3的負極相連，光敏二極管D3的正極接地；電容CS的另一端分別與電阻R9的一端以及信號放大與整形電路相連，電阻R9的另一端接地。
[0012]所述信號放大與整形電路包括雙集成運放LM358、電容C6、電容C7、滑動變阻器R6、電阻R5、電阻R4、滑動變阻器R3，并且光敏二極管D3輸出的電信號與LM358的5引腳相連，LM358的6引腳與滑動變阻器R6相連，并且滑動變阻器R6的一端接地，另一端分別于電容C6的一端以及電阻R5的一端相連，電容C6的另一端以及電阻R5的另一端分別與LM358的7引腳相連，LM358的7引腳還與電容C7的一端相連，電容C7的另一端與LM358的3引腳相連，LM358的2引腳與滑動變阻器R3相連，滑動變阻器R3的一端經(jīng)電阻R4接地，另一端連接電源VCC;LM358的I引腳與單片機相連。
[0013]所述單片機為89C51單片機。
[0014]所述液晶顯不_旲塊為LCD1602液晶顯不屏。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的有益效果:
[0016]本實用新型通過設置用于將檢測的脈搏跳動的紅外光轉換成電信號的信號采集電路，進行采集信號，與信號采集電路相連的信號放大與整形電路進行信號的放大與整形處理，再將經(jīng)過放大與整形處理后的信號發(fā)送給單片機，最后將結果在液晶顯示模塊上進行顯示，本實用新型具有在實現(xiàn)測量的準確性的基礎上，具有操作過程更加簡便以及成本低廉的特點。本實用新型結構簡單，應用放大及整形電路降低采集信號的干擾以及誤差，以實現(xiàn)結果的準確性。
[0017]進一步的，測量時，只需要將手指放入信號采集電路中的紅外線發(fā)射二極管D2和光敏二極管D3中間，由于手指內(nèi)血液的濃度會隨著心跳的變化而變化，將出現(xiàn)時而阻隔紅外線接收的現(xiàn)象。由于光敏二極管D3反接，光敏二極管D3—直處于反向擊穿狀態(tài)，此時光敏二極管D3所感受到紅外線強度恒定且兩側會有一個穩(wěn)定的電壓。在此基礎之上如果光敏二極管D3接受的紅外線強度發(fā)生變化，其兩側的電壓會隨著紅外線強度的變化產(chǎn)生細微的波動，然后經(jīng)過電容C8和電阻R9濾去直流，采集到一個峰值在50mV左右的原始電壓信號。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的信號采集電路。
[0020]圖3為信號放大與整形電路。
[0021]其中，I為信號采集電路，2為信號放大與整形電路，3為單片機，4為液晶顯示模塊。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0023]參見圖1，本實用新型包括脈搏傳感器5、與脈搏傳感器5相連并用于將脈搏傳感器檢測的脈搏跳動的紅外光轉換成電信號的信號采集電路I，與信號采集電路相連的信號放大與整形電路2，信號放大與整形電路2連接有單片機3，單片機3連接有液晶顯示模塊4。
[0024]參見圖2，所述信號采集電路包括電源VCC、紅外線發(fā)射二極管D2、光敏二極管D3、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電容C8，其中所述電阻R7的一端連接電源VCC，電阻R7的另一端與紅外線發(fā)射二極管D2的正極相連接，紅外線發(fā)射二極管D2的負極接地；電阻R8的一端與電源VCC相連，電阻R8的另一端與電容C8的一端以及光敏二極管D3的負極相連，光敏二極管D3的正極接地；電容CS的另一端分別與電阻R9的一端以及信號放大與整形電路2相連，電阻R9的另一端接地。
[0025]參見圖3，所述信號放大與整形電路包括雙集成運放LM358、電容C6、電容C7、滑動變阻器R6、電阻R5、電阻R4、滑動變阻器R3，并且光敏二極管D3輸出的電信號與LM358的5引腳相連，LM358的6引腳與滑動變阻器R6相連，并且滑動變阻器R6的一端接地，另一端分別于電容C6的一端以及電阻R5的一端相連，電容C6的另一端以及電阻R5的另一端分別與LM358的7引腳相連，LM358的7引腳還與電容C7的一端相連，電容C7的另一端與LM358的3引腳相連，LM358的2引腳與滑動變阻器R3相連，滑動變阻器R3的一端經(jīng)電阻R4接地，另一端連接電源VCC;LM358的I引腳與單片機3相連;LM358的5引腳與電容C8相連。
[0026]本實用新型中所述單片機3為89C51單片機，所述液晶顯示模塊4為IXD1602液晶顯示屏。
[0027]本實用新型所實用新型的基于紅外光電傳感器的脈搏測量儀是利用光電傳感器作為變換原件，把采集到的用于檢測脈搏跳動的紅外光轉換成電信號，用電子儀表進行測量和顯示的裝置。其主要包括信號采集與放大電路、單片機、液晶顯示模塊等部分。
[0028]下面進行具體說明:
[0029]1.光電傳感器
[0030]光電傳感器由紅外發(fā)光二級管和光敏二極管D3組成。采用GaAs紅外發(fā)光二極管作為光源，光敏二極管D3在紅外光的照射下能產(chǎn)生電能，它的特性是將光信號轉換為電信號。
[0031]本實用新型中，光敏二極管D3和紅外發(fā)射二極管相對擺放以獲得最佳的指向特性。
[0032]2.信號采集電路
[0033]信號采集電路如圖2所示。由紅外線發(fā)射二極管D2發(fā)射連續(xù)穩(wěn)定的紅外線，由光敏二極管D3接收紅外線，將手指放在紅外線發(fā)射二極管D2與光敏二極管D3之間時，由于手指內(nèi)血液的濃度會隨著心跳的變化而變化，將出現(xiàn)時而阻隔紅外線接收的現(xiàn)象。由于光敏二極管D3反接，光敏二極管D3—直處于反向擊穿狀態(tài)，此時光敏二極管D3所感受到紅外線強度恒定且兩側會有一個穩(wěn)定的電壓。在此基礎之上如果光敏二極管D3接受的紅外線強度發(fā)生變化，其兩側的電壓會隨著紅外線強度的變化產(chǎn)生細微的波動，然后經(jīng)過電容CS和電阻R9濾去直流，采集到一個峰值在50mV左右的原始電壓信號。
[0034]3.信號放大與整