专利名称：一种数字便携式脉搏血氧仪及其电池供电控制方法
技术领域：
本发明属于医疗仪器领域，尤其涉及一种数字便携式脉搏血氧仪及其电池供电控制方法，通过增加一个霍尔电路实现电源的自动开关，同时在电路中增加一个方向传感器使显示的数据始终正面于使用者。
背景技术：
脉搏血氧仪是一种无创伤，连续监测人体动脉血氧饱和度的医学仪器，已成为医院中麻醉监测和重症监护的常规配置设备。也广泛用于医院外的各种移动监护和睡眠监护。家庭和社区医疗保健体系的发展对脉搏血氧仪的设计和制造提出了新的要求，即希望能提供低价位，高性能的佩带式脉搏血氧仪以广泛适用于家庭和社区医疗网。目前，国内外市场上的脉搏血氧仪有模拟和数字两大类，并分为台式和便携式，模拟脉搏血氧仪电路复杂多为台式，台式脉搏血氧仪使用时是通过一个指夹器和线缆将信号传至仪器中，使用者拖着一条线缆不便于移动，同时线缆也为监护带来了不便，使用的场合受到了限制。然而随着数字电路技术的发展，一种脱离线缆，使用电池供电的便携式脉搏血氧仪得到了广泛的应用，由于是使用电池供电，在使用中当打开电源后脉搏血氧仪便进入了工作状态，但是当在开机没有进行侧量的状态下脉搏血氧仪将做无用功继续损耗电源， 因此缩短了电池的有效工作时间，同时由于便携式脉搏血氧仪的显示器是设置在指夹器上，随着使用者的活动指夹器的方向也随之改变，显示的数据不能正面于使用者，给使用者的阅读造成了困难。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提出的一种数字便携式脉搏血氧仪及其电池供电控制方法技术方案，该方案通过增加一个霍尔电路实现电源的自动开关，同时在电路中增加一个加速度传感器使显示的数据始终正面于使用者。为了实现上述目的，本发明的技术方案是
一种数字便携式脉搏血氧仪，有一个壳体，壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体相叠设置，上壳体和下壳体一端是放置手指的测量端，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴与复位弹簧实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在上壳体外侧顶部设有显示窗口，显示窗口内设有显示器，在壳体内还设置有电源电池和测量分析电路，所述测量分析电路包括光频率转换器、红光红外发光管、发光驱动电路、微处理器；微处理器有一个电源保持输出脚，所述光频率转换器和发光管分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，红光红外发光管与发光驱动电路连接，微处理器的接口电路分别连接发光驱动电路、光频率转换器和显示器；其中，在壳体内还设置有加速度传感器和电源开关控制电路，所述加速度传感器的电信号连接至微处理器的接口电路，所述电源开关控制电路包括一个霍尔开关传感器、磁铁和开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生一个高低电位的变化，所述开关电路包括一个双输入逻辑控制门电路和功率开关管，所述霍尔开关传感器的输出脚连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极，功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接测量分析电路禾口显不器。所述双输入逻辑控制门电路由四个双输入与非门组成，分别为第一双输入与非门、第二双输入与非门、第三双输入与非门和第四双输入与非门；第一双输入与非门的两个输入端短路后连接霍尔芯片的输出脚，第一双输入与非门的输出连接第二双输入与非门的一个输入，第二双输入与非门的另一个输入连接第四双输入与非门的输出，第三双输入与非门的两个输入端短路后连接第二双输入与非门的输出，第二双输入与非门的输出同时连接第四双输入与非门的一个输入，第四双输入与非门的另一个输入连接微处理器的电源保持输出脚，第三双输入与非门的输出连接功率开关管的控制极，所述的功率开关管是P沟道功率场效应管。所述第一双输入与非门的两个输入端短路后接入串接的100K欧姆电阻和磁珠， 磁珠的一端接电池负极，磁珠与电阻的串接端是测量分析电路的电源负极。一种数字便携式脉搏血氧仪电源控制方法，有一个壳体，壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体相叠设置，上壳体和下壳体一端是放置手指的测量端，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴与复位弹簧实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在壳体内设置有电源电池和测量分析电路，所述测量分析电路包括有微处理器，微处理器有一个电源保持输出脚；所述壳体内还包括一个霍尔开关传感器、磁铁和开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生一个高、低电位的变化，所述开关电路包括一个双输入逻辑控制门电路和功率开关管，所述霍尔开关传感器的输出脚连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极，功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接血氧仪测量分析电路，所述电源控制方法是
a.电池向血氧仪测量分析电路和显示器提供电源即血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体张开、霍尔开关传感器的输出脚产生一个高电位，高电位促使双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管导通；
b.在一定时间内微处理器判断是否测得血氧信号，即在一定时间内是否有手指放入血氧仪？
bl.如果有血氧信号则维持提供电源即微处理器的电源保持输出脚输出一个电源维持的信号；
b2.如果没有血氧信号则发出要求切断电源信号即微处理器的电源保持输出脚输出一个切断电源维持的信号；
c.微处理器判断血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体是否还在张开？即霍尔芯片的输出脚是否还在产生一个高电位？
Cl.如果霍尔开关传感器的输出脚是高电位则维持提供电源；c2.如果霍尔开关传感器的输出脚是低电位，则双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管不导通，切断电源。所述一定时间是5秒钟。本发明与已有技术相比产生的有益效果是使用者无伦如何移动都可以从正面读取数据；本发明无需按动开关按键，做到插入手指，便可自动开启脉搏血氧仪，抽出手指边切断电源，并可以智能判断抽出手之后是否还要继续测量，如果是则保持供电减少再次启动程序初始化造成的能源浪费和低效率，提高了电池的使用效率并延长了电池的使用时间。下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的电路示意图3为本发明电源开关控制电路示意图； 图4为带有具体电源开关电路的本发明的电路示意图。
具体实施例方式实施例1 ；
一种数字便携式脉搏血氧仪实施例，参见图ι和图2，有一个壳体1，壳体分为上壳体 1-1和下壳体1-2，上壳体和下壳体相叠设置，上壳体和下壳体一端是放置人体手指2的测量端1-3，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴1-4与复位弹簧1-5实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在上壳体外侧顶部设有显示窗口 1-6，显示窗口内设有显示器3，在壳体内还设置有电源电池4和测量分析电路5，所述测量分析电路包括光频率转换器5-1、红光红外发光管5-2、发光驱动电路5-3、微处理器5-4 ；微处理器有一个电源保持输出脚5-4-1，所述光频率转换器和红光红外发光管分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，红光红外发光管与发光驱动电路连接，微处理器的接口电路分别连接发光驱动电路、 光频率转换器和显示器；其中，在壳体内还设置有加速度传感器6和电源开关控制电路7， 所述的加速度传感器的电信号连接至微处理器的接口电路；参见图3和4，所述的电源开关控制电路包括一个霍尔开关传感器7-1、磁铁7-2和电源开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生高低电位的变化，所述的电源开关电路包括一个双输入逻辑控制门电路7-3和功率开关管7-4，所述霍尔开关传感器的输出脚7-1-1连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极，功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接测量分析电路和显示器以及加速度传感器。所述双输入逻辑控制门电路由四个双输入与非门组成，分别为第一双输入与非门 8、第二双输入与非门9、第三双输入与非门10和第四双输入与非门11 ；第一双输入与非门的两个输入端短路后连接霍尔芯片的输出脚，第一双输入与非门的输出连接第二双输入与非门的一个输入，第二双输入与非门的另一个输入连接第四双输入与非门的输出，第三双输入与非门的两个输入端短路后连接第二双输入与非门的输出，第二双输入与非门的输出同时连接第四双输入与非门的一个输入，第四双输入与非门的另一个输入连接微处理器的电源保持输出脚，第三双输入与非门的输出连接功率开关管的控制极，所述的功率开关管是P沟道功率场效应管。为了防止周边50HZ磁场对测量分析电路的干扰，本实施例在第一双输入与非门的两个输入端短路后接入串接的100K欧姆电阻12和磁珠13，磁珠的一端接电池负极，磁珠与电阻的串接端是测量分析电路的电源负极14 ；其中磁珠是插件式磁珠，磁珠的规格是 500毫安电流产生30欧姆阻抗的磁珠。实施例中所述加速度传感器采用型号为SMB380或MMA7455L中的一种加速度传感器。本实施例所述加速度传感器实现的选择方向功能有别于使用光学方向传感器的同类产品，本加速度传感器为三轴向高灵敏度加速度传感器，工作电压ι. m 6v，这就避免了同类需要稳定供电的加速度传感器的繁琐设计，无需LDO输出，成本得到控制，电路设计空间得以节省。本实施例加速度传感器无需软\硬件校准，自动识别方向，省去在不同区域需校准加速度传感器弊端；本实施例加速度传感器还具有反应迅速，灵敏度高，功耗低，电路连接简单等特点。实施例中所述功率开关管型号是SI2301DS场效应管。实施例中所述霍尔开关传感器是型号为BU52011HFV的霍尔器件。实施例2;
一种数字便携式脉搏血氧仪电源控制方法，参见实施例1，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，有一个壳体，壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体相叠设置， 上壳体和下壳体一端是放置手指的测量端，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴与复位弹簧实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在壳体内设置有电源电池和测量分析电路，所述测量分析电路包括有微处理器，微处理器有一个电源保持输出脚；所述壳体内还包括一个霍尔开关传感器、磁铁和开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在脉搏血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生高、低电位的变化，所述开关电路包括一个双输入逻辑控制门电路和功率开关管，所述霍尔开关传感器的输出脚连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极，功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接血氧仪测量分析电路，所述电源控制方法是
a.电池向血氧仪测量分析电路和显示器提供电源即血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体张开、霍尔开关传感器的输出脚产生一个高电位，高电位促使双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管导通；
b.微处理器判断在一定时间内是否测得血氧信号，即在一定时间内是否有手指放入血氧仪？
bl.如果有血氧信号则维持提供电源即微处理器的电源保持输出脚输出一个电源维持的信号；
b2.如果没有血氧信号则发出要求切断电源信号即微处理器的电源保持输出脚输出一个切断电源维持的信号；c.微处理器判断血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体是否还在张开？即霍尔开关传感器的输出脚是否还在产生一个高电位？
Cl.如果霍尔开关传感器的输出脚是高电位则维持提供电源； c2.如果霍尔开关传感器的输出脚是低电位，双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管不导通，则切断电源。所述双输入逻辑控制门电路由四个双输入与非门组成，分别为第一双输入与非门、第二双输入与非门、第三双输入与非门和第四双输入与非门；第一双输入与非门的两个输入端短路后连接霍尔芯片的输出脚，第一双输入与非门的输出连接第二双输入与非门的一个输入，第二双输入与非门的另一个输入连接第四双输入与非门的输出，第三双输入与非门的两个输入端短路后连接第二双输入与非门的输出，第二双输入与非门的输出同时连接第四双输入与非门的一个输入，第四双输入与非门的另一个输入连接微处理器的电源保持输出脚，第三双输入与非门的输出连接功率开关管的控制极，所述的功率开关管是P沟道功率场效应管。实施例中所述一定时间是5秒钟，也就是在5秒钟之内未测到血氧信号后，如果此时上壳体和下壳体闭合，则血氧仪将关机，而如果此时上壳体和下壳体保持张开，说明还在继续测试，血氧仪继续工作，避免了连续测试中重复开机的过程，节省了程序初始化的时间，提高了电池的使用效率和仪器的工作效率。
8
权利要求
1.一种数字便携式脉搏血氧仪，有一个壳体，壳体分为上壳体和下壳体，上壳体和下壳体相叠设置，上壳体和下壳体一端是放置手指的测量端，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴与复位弹簧实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在上壳体外侧顶部设有显示窗口，显示窗口内设有显示器，在壳体内还设置有电源电池和测量分析电路，所述测量分析电路包括光频率转换器、红光红外发光管、发光驱动电路、微处理器；微处理器有一个电源保持输出脚，所述光频率转换器和发光管分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，红光红外发光管与发光驱动电路连接，微处理器的接口电路分别连接发光驱动电路、光频率转换器和显示器；其特征在于，在壳体内还设置有加速度传感器和电源开关控制电路， 所述加速度传感器的电信号连接至微处理器的接口电路，所述电源开关控制电路包括一个霍尔开关传感器、磁铁和开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生一个高低电位的变化，所述开关电路包括一个双输入逻辑控制门电路和功率开关管， 所述霍尔开关传感器的输出脚连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极，功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接测量分析电路和显示器。
2.根据权利要求1所述的一种数字便携式脉搏血氧仪，其特征在于，所述双输入逻辑控制门电路由四个双输入与非门组成，分别为第一双输入与非门、第二双输入与非门、第三双输入与非门和第四双输入与非门；第一双输入与非门的两个输入端短路后连接霍尔芯片的输出脚，第一双输入与非门的输出连接第二双输入与非门的一个输入，第二双输入与非门的另一个输入连接第四双输入与非门的输出，第三双输入与非门的两个输入端短路后连接第二双输入与非门的输出，第二双输入与非门的输出同时连接第四双输入与非门的一个输入，第四双输入与非门的另一个输入连接微处理器的电源保持输出脚，第三双输入与非门的输出连接功率开关管的控制极，所述的功率开关管是P沟道功率场效应管。
3.根据权利要求2所述的一种数字便携式脉搏血氧仪，其特征在于，所述第一双输入与非门电路的输入端接入串接的100K欧姆电阻和磁珠，磁珠的一端接电池负极，磁珠与电阻的串接端是测量分析电路的电源负极。
4.一种数字便携式脉搏血氧仪电源控制方法，有一个壳体，壳体分为上壳体和下壳体， 上壳体和下壳体相叠设置，上壳体和下壳体一端是放置手指的测量端，上壳体和下壳体通过在其中间设置的转轴与复位弹簧实现测量端上壳体和下壳体之间的张开与闭合，在壳体内设置有电源电池和测量分析电路，所述测量分析电路包括有微处理器，微处理器有一个电源保持输出脚；所述壳体内还包括一个霍尔开关传感器、磁铁和开关电路，所述霍尔开关传感器和磁铁分别设置在血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体内，磁铁通过上壳体和下壳体的张开与闭合促使霍尔开关传感器的输出脚产生一个高、低电位的变化，其特征在于，所述开关电路包括一个双输入逻辑与非门电路和功率开关管，所述霍尔开关传感器的输出脚连接至双输入逻辑控制门电路的一个输入端，微处理器的电源保持输出脚连接双输入逻辑控制门电路的另一个输入端，双输入逻辑控制门电路的输出端连接功率开关管的控制极， 功率开关管的输入连接电源电池，功率开关管的输出连接血氧仪测量分析电路，所述电源控制方法是a.电池向血氧仪测量分析电路和显示器提供电源即血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体张开、霍尔开关传感器的输出脚产生一个高电位，高电位使双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管导通；b.在一定时间内微处理器判断是否测得血氧信号，即在一定时间内是否有手指放入血氧仪？bl.如果有血氧信号则维持提供电源即微处理器的电源保持输出脚输出一个电源维持的信号；b2.如果没有血氧信号则发出要求切断电源信号即微处理器的电源保持输出脚输出一个切断电源维持的信号；c.微处理器判断血氧仪壳体测量端的上壳体和下壳体是否还在张开？即霍尔芯片的输出脚是否还在产生一个高电位？Cl.如果霍尔开关传感器的输出脚是高电位则维持提供电源；c2.如果霍尔开关传感器的输出脚是低电位，则双输入逻辑控制门电路的输出控制功率开关管不导通，切断电源。
5.根据权利要求4所述的一种数字便携式脉搏血氧仪电源控制方法，其特征在于，所述一定时间是5秒钟。
6.根据权利要求4所述的一种数字便携式脉搏血氧仪电源控制方法，其特征在于，所述双输入逻辑控制门电路由四个双输入与非门组成，分别为第一双输入与非门、第二双输入与非门、第三双输入与非门和第四双输入与非门；第一双输入与非门的两个输入端短路后连接霍尔芯片的输出脚，第一双输入与非门的输出连接第二双输入与非门的一个输入， 第二双输入与非门的另一个输入连接第四双输入与非门的输出，第三双输入与非门的两个输入端短路后连接第二双输入与非门的输出，第二双输入与非门的输出同时连接第四双输入与非门的一个输入，第四双输入与非门的另一个输入连接微处理器的电源保持输出脚， 第三双输入与非门的输出连接功率开关管的控制极，所述的功率开关管是P沟道功率场效应管。
全文摘要
本发明涉及一种数字便携式脉搏血氧仪及其电池供电控制方法，通过增加一个霍尔电路实现电源的自动开关，同时在电路中增加一个加速度传感器使显示的数据始终正面于使用者。本发明与已有技术相比产生的有益效果是使用者无论如何移动都可以从正面读取血氧数据；本发明涉及的数字便携式脉搏血氧仪无需按动开关按键，做到插入手指便可自动开启脉搏血氧仪，抽出手指边切断电源，并可以智能判断抽出手之后是否还要继续测量，如果是则保持供电，减少了再次启动程序初始化造成的能源浪费和低效率，提高了电池的使用效率并延长了电池的使用时间。
文档编号A61B5/1455GK102525484SQ20121003857
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者吴迪, 姜瑞洁, 张金玲, 杨振, 胡坤, 许云龙, 高瑞斌 申请人:秦皇岛市康泰医学系统有限公司