光电容积脉搏波光电检测传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光电容积脉搏波光电检测传感器，它包括第一光电检测组件、第二光电检测组件和第三光电检测组件，所述的第一光电检测组件包括第一光发射模块、与第一光发射模块相配合的第一反射镜、第一滤光片及第一光敏管，第一光发射模块发射的光信号经过第一反射镜的反射穿透第一滤光片由第一光敏管接收，第一光发射模块包括一个绿光LED灯。本发明提供一种光电容积脉搏波光电检测传感器，该传感器采用绿光和红外光作为光源，绿光反射率高、反射的光强度大，光敏管测量感知度高，光敏管检测到的信号经放大器处理，使得传感器精度高、灵敏性好，光敏管前设置有涂布有纳米涂层的滤光片，能有效滤除非测试光源和光敏管波长范围外的光。
【专利说明】光电容积脉搏波光电检测传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光电检测传感器，特别是一种光电容积脉搏波光电检测传感器。
【背景技术】
[0002]人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。传统的脉搏测量采用脉诊方式，中医脉象诊断技术就是脉搏测量在中医上卓有成效的应用，但是受人为的影响因素较大，测量精度不高。无创测量又称非侵入式测量或间接测量，其重要特征是测量的探测部分不侵入机体，不造成机体创伤，通常在体外，尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。
生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器，通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。目前市场上的绝大多数光电传感器为脉搏和脉搏血氧测试的传感器，一般为红光和红外光为一组作为发光源，光敏管作为光信号接收，为分离的两部分，主要通过透射方式测试手指而得到人体的脉搏和血氧参数。但这些观点检测传感器未对光源的干扰，进行处理，光经过散射、闪射后进入光敏管进行处理，导致性能，灵敏度、精度不好。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光电容积脉搏波光电检测传感器，该传感器采用绿光和红外光作为光源，绿光反射率高、反射的光强度大，光敏管测量感知度高，光敏管检测到的信号经放大器处理，使得传感器精度更高、灵敏性更好，光敏管前设置有涂布有纳米涂层的滤光片，能有效滤除非测试光源和光敏管波长范围外的光。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:光电容积脉搏波光电检测传感器，它包括第一光电检测组件、第二光电检测组件和第三光电检测组件，所述的第一光电检测组件包括第一光发射模块、与第一光发射模块相配合的第一反射镜、第一滤光片及第一光敏管，第一光发射模块发射的光信号经过第一反射镜的反射穿透第一滤光片由第一光敏管接收，第一光发射模块包括一个绿光LED灯；
所述的第二光电检测组件包括第二光发射模块、与第二光发射模块相配合的第二反射镜、第二滤光片及第二光敏管，第二光发射模块发射的光信号经过第二反射镜的反射穿透第二滤光片由第二光敏管接收，第二光发射模块包括一个绿光LED灯和红外光LED灯；所述的第三光电检测组件包括第三滤光片和第三光敏管，第一光发射模块和第二光发射模块发射的光信号经过皮下组织血液的反射依次穿透纳米涂层和第三滤光片由第三光敏管接收。
[0005]所述的第一光发射模块包括第一绿光LED灯Dl，第二发射模块包括第二绿光IED灯D2和红外光灯D3，第一绿光灯Dl和第二绿光灯D2并联接同一电压，红外第一绿光灯Dl、第二绿光灯D2和红外光灯D3的负极并联接地。
[0006]所述的第一光敏管的正极通过第一限流电阻连接传感器第一输出端，第二光敏管的负极通过第二限流电阻连接传感器的第二输出端，第三光敏管的正极与放大器的反相输入端连接，放大器的同相输入端与主电路连接，放大器的输出端与传感器的第三输出端连接；所述的第一光敏管的负极、第二光敏管的正极和第三光敏管的负极并联后接地。
[0007]所述的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片的表面涂布有高科技纳米涂层。
[0008]所述的第一和第三光敏管所检测的未进入皮肤表层的光信号主要用于补偿第二光敏管中的非PPG信号。
[0009]本发明的有益效果是:本发明提供一种光电容积脉搏波光电检测传感器，该传感器采用绿光和红外光作为光源，，绿光反射率高、反射的光强度大，光敏管测量感知度高，光敏管检测到的信号经放大器处理，使得传感器精度更高、灵敏性更好，光敏管前设置有涂布有纳米涂层的滤光片，能有效滤除非测试光源和光敏管波长范围外的光。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为传感器结构图；
图2为传感器原理电路图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0012]如图1和图2所示，光电容积脉搏波光电检测传感器，它包括第一光电检测组件、第二光电检测组件和第三光电检测组件，所述的第一光电检测组件包括第一光发射模块、与第一光发射模块相配合的第一反射镜、第一滤光片及第一光敏管，第一光发射模块发射的光信号经过第一反射镜的反射穿透第一滤光片由第一光敏管接收，第一光发射模块包括一个绿光LED灯；
所述的第二光电检测组件包括第二光发射模块、与第二光发射模块相配合的第二反射镜、第二滤光片及第二光敏管，第二光发射模块发射的光信号经过第二反射镜的反射穿透第二滤光片由第二光敏管接收，第二光发射模块包括一个绿光LED灯和红外光LED灯；所述的第三光电检测组件包括第三滤光片和第三光敏管，第一光发射模块和第二光发射模块发射的光信号经过皮下组织血液的反射依次穿透纳米涂层和第三滤光片由第三光敏管接收。
[0013]所述的第一光发射模块包括第一绿光LED灯D1，第二发射模块包括第二绿光IED灯D2和红外光灯D3，第一绿光灯Dl和第二绿光灯D2并联接同一电压，红外第一绿光灯Dl、第二绿光灯D2和红外光灯D3的负极并联接地。
[0014]所述的第一光敏管D5的正极通过第一限流电阻Rl连接传感器第一输出端Voutl，第二光敏管D6的负极通过第二限流电阻R2连接传感器的第二输出端Vout2，第三光敏管D6的正极与放大器的反相输入端连接,放大器的同相输入端与主电路连接，放大器的输出端与传感器的第三输出端Vout3连接；所述的第一光敏管D5的负极、第二光敏管D6的正极和第三光敏管D4的负极并联后接地。
[0015]所述的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片的表面涂布有高科技纳米涂层。
[0016]所述的第一和第三光敏管所检测的未进入皮肤表层的光信号主要用于补偿第二光敏管中的非PPG信号。
[0017]本发明集成了 570nm波长的双绿光LED和970nm波长的红外光LED作为PPG光电检测传感器的光源，同时集成了三个高科技纳米涂层光检测光敏管以及光反射镜和滤光片以及一级信号放大器。
[0018]本发明中比红光发射率高、测量感度高的双绿光LED发射的光经过人体皮肤组织吸收后，一部分经由血液中的氧合血红蛋白Hb02吸收后漫反射返回，射出人体表面，漫反射返回的光经滤光片后被光敏管D4测得，并转化为电信号输出，即获得人体光电容积脉搏波信号，该返回光信号可以反映动脉血管搏动引起的血管容积变化。光敏管D4输出的绿光电信号通过外围微处理器算法计算出人体的心率和呼吸以及血压等生理指标；红外光经过人体皮肤组织吸收后，一部分经人体血液中的血红蛋白HbR吸收后漫反射出人体表面，漫反射返回的光经滤光片后被光敏管D4测得，并转化为电信号输出，即获得人体光电容积脉搏波信号。绿光LED和红外光LED产生的两路光电容积脉搏波信号通过外围微处理器的人体心律特征信号算法可以计算出人体的血氧饱和度。
[0019]本发明由外部驱动电路驱动双绿光LED，使得绿光LED按照设计要求发出光源，光一部分通过反射镜反射出未进入皮肤表层的光，光敏管检测等到信号，主要补偿驱动电路使得LED光出的光保持恒定流明；另一部分光通过人体皮下血液时由人体脉搏搏动引起血液流动中的含氧血红蛋白Hb02和还原血红蛋白HbR吸收后反射使得两束光信号发生相应的变化，在经过高科技纳米层，且由滤光片滤除非光敏管波长范围内的光后，光信号进入光敏管，光敏管接收的变化的光信号转变为反应动脉血管搏动引起血容量变化的光电容积脉搏波信号，光电容积脉搏波信号进入一级放大器等待处理，信号检测结束。
【权利要求】
1.光电容积脉搏波光电检测传感器，其特征在于:它包括第一光电检测组件、第二光电检测组件和第三光电检测组件，所述的第一光电检测组件包括第一光发射模块、与第一光发射模块相配合的第一反射镜、第一滤光片及第一光敏管，第一光发射模块发射的光信号经过第一反射镜的反射穿透第一滤光片由第一光敏管接收，第一光发射模块包括一个绿光LED灯； 所述的第二光电检测组件包括第二光发射模块、与第二光发射模块相配合的第二反射镜、第二滤光片及第二光敏管，第二光发射模块发射的光信号经过第二反射镜的反射穿透第二滤光片由第二光敏管接收，第二光发射模块包括一个绿光LED灯和红外光LED灯； 所述的第三光电检测组件包括第三滤光片和第三光敏管，第一光发射模块和第二光发射模块发射的光信号经过皮下组织血液的反射依次穿透纳米涂层和第三滤光片由第三光敏管接收。
2.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波光电检测传感器，其特征在于:所述的第一光发射模块包括第一绿光LED灯Dl，第二发射模块包括第二绿光IED灯D2和红外光灯D3，第一绿光灯Dl和第二绿光灯D2并联接同一电压，红外第一绿光灯D1、第二绿光灯D2和红外光灯D3的负极并联接地。
3.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波光电检测传感器，其特征在于:所述的第一光敏管的正极通过第一限流电阻连接传感器第一输出端，第二光敏管的负极通过第二限流电阻连接传感器的第二输出端，第三光敏管的正极与放大器的反相输入端连接，放大器的同相输入端与主电路连接，放大器的输出端与传感器的第三输出端连接；所述的第一光敏管的负极、第二光敏管的正极和第三光敏管的负极并联后接地。
4.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波光电检测传感器，其特征在于:所述的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片的表面涂布有高科技纳米涂层。
5.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波光电检测传感器，其特征在于:所述的第一和第三光敏管所检测的未进入皮肤表层的光信号主要用于补偿第二光敏管中的非PPG信号。
【文档编号】A61B5/02GK104224144SQ201410507833
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】崔予红 申请人:成都金海鼎盛科技有限公司