一种光电脉搏传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光电脉搏传感器，涉及光电【技术领域】，所述光电脉搏传感器所需提供的电压为3.3V，包括脉搏信号拾取电路，所述脉搏拾取电路连接有发光二极管和光敏二极管，所述脉搏信号拾取电路连接有信号放大电路，所述信号放大电路连接有波形整形电路，所述波形整形电路连接有单片机，发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收，并通过脉搏信号拾取电路对信号采集，经放大电路将信号放大，波形整形电路对信号进行处理，通过单片机将其显示出来，解决了微弱信号容易受到外界电磁信号的干扰的问题，排除了背景光的影响。
【专利说明】一种光电脉搏传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光电【技术领域】，具体涉及一种光电脉搏传感器。
【背景技术】
[0002]人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，对临床具有重大的意义，光电容积法是当今测量脉搏信号的一种有效方法，也可以用来测量血氧饱和度、氧分压和心搏出量等生理指标，光电式脉搏传感器是根据光电容积法原理，通过对透光度的监测，由光强度变化间接检测出脉搏信号，传统的传感器存在着容易受到干扰而准确度不高的问题，而且基本上都是通过串口线上位机相连的，这样脉搏采集系统的使用范围和灵活性就会受到限制，申请号为CN01800917、授权公告日为2002年8月28日、专利名称为光电传感器的实用新型专利，借助光电管的光转换的作用可以通过更长的光路进行，可以借助光敏传感器马上查明进入光电管中的分析气体的测量结果，但是，由于通过光敏器件输出电流很低，通过光电转换得到的包含脉搏信息的电信号一般比较微弱，容易受到外界电磁信号的干扰；由于动脉搏动引起的光强变化比背景光的变化微弱得多，背景光的干扰因素很大。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种测量精度高的光电脉搏传感器。
[0004]本实用新型解决技术问题的技术方案为:一种光电脉搏传感器，所述光电脉搏传感器所需提供的电压为3.3V，包括脉搏信号拾取电路，所述脉搏拾取电路连接有发光二极管和光敏二极管，所述脉搏信号拾取电路连接有信号放大电路，所述信号放大电路连接有波形整形电路，所述波形整形电路连接有单片机。
[0005]作为进一步改进，所述信号放大电路包括低通放大器电路和二级放大器电路。
[0006]作为进一步改进，所述单片机连接有数码管。
[0007]作为进一步改进，所述发光二极管连接有驱动电路。
[0008]作为进一步改进，所述发光二极管发出光的波长为600_700nm。
[0009]有益效果:本实用新型中发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收，并通过脉搏信号拾取电路对信号采集，经放大电路将信号放大，波形整形电路对信号进行处理，通过单片机将其显示出来，解决了微弱信号容易受到外界电磁信号的干扰的问题，排除了背景光的影响；信号放大电路包括低通放大器电路和二级放大器电路，对信号进行二步处理，保证放大后的信号容易识别处理，单片机连接有数码管，价格便宜，操作简单方便，容易观察，发光二极管连接有驱动电路，保证发光二极管发光的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理图。
[0011]图2为本实用新型中信号拾取电路的原理图。[0012]图3为本实用新型中低通滤波器电路的原理图。
[0013]图4为本实用新型中二级放大器电路的原理图。
[0014]图5为本实用新型中波形整形电路的原理图。
[0015]图6为本实用新型中驱动电路的原理图。
[0016]其中:100-信号拾取电路，101-发光二极管，102-光敏二极管，103-驱动电路，200-信号放大电路，201-低通滤波器电路，202-二级放大器电路，300-波形整形电路，301-单片机，302-数码管。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。如图1、所示:一种光电脉搏传感器，所述光电脉搏传感器所需提供的电压为3.3V，包括脉搏信号拾取电路100，所述脉搏拾取电路100连接有发光二极管101和光敏二极管102，所述脉搏信号拾取电路100连接有信号放大电路200，所述信号放大电路200连接有波形整形电路300，所述波形整形电路300连接有单片机301，发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收，并通过脉搏信号拾取电路对信号采集，经放大电路将信号放大，波形整形电路对信号进行处理，通过单片机将其显示出来，解决了微弱信号容易受到外界电磁信号的干扰的问题，排除了背景光的影响。
[0018]发光二极管和光敏二极管的工作原理:发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。
[0019]脉搏信号拾取电路原理(如图2):红外接收二极管在红外光的照射下能产生电能，单个二极管能产生0.4V电压，0.5mA电流。BPW83型红外接收二极管和IR333型红外发射二极管工作波长都是940nm，在指夹中，红外接收二极管和红外发射二极管相对摆放以获得最佳的指向特性。红外发射二极管中的电流越大，发射角度越小，产生的发射强度就越大。在图1中，RO选100Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的。RO过大，通过红外发射二极管的电流偏小，BPW83型红外接收二极管无法区别有脉搏和无脉搏时的信号。
[0020]低通滤波器电路的原理(如图3):按人体脉搏在运动后最高跳动次数达240次/分计算来设计低通放大器，它由IC2A和C04等组成，转折频率由R07、C04、R08和C05决定，放大倍数由R08和R06的比值决定。
[0021]二级放大器电路原理(如图4) =Rpll用以调整系统的放大倍数，C06用以防止放大器自激。采用二级放大，零点漂移不很明显，在0.1V左右。所以将比较器的阈值电压设计成0.25V，以确保滤除干扰信号。采用比较器的好处是能有效地克服零点漂移所造成的影响，提高测量的准确性。
[0022]波形整形电路原理(如图5):IC3A是⑶4528型单稳态多谐振荡器，有效脉宽为
0.05s.其宽度由R22和C20决定。IC3B也组成一个单稳态多谐振荡器，脉宽为240ms。D2、Dl和T3等组成一个或非门，只有C，E两点均为低电平时，信号放大器整机输出才是高电平。设计这个电路的目的是为了在输出端输出一个窄脉冲，并且要在由R13和C07决定的时间内任何信号都不会干扰输出。
[0023]值得注意的是，所述信号放大电路200包括低通放大器电路201和二级放大器电路202，对信号进行二步处理，保证放大后的信号容易识别处理，所述单片机301连接有数码管302，价格便宜，操作简单方便，容易观察。
[0024]在本实施例中，如图6所示，所述发光二极管101连接有驱动电路103，保证发光二极管发光的稳定性，所述发光二极管101发出光的波长为600-700nm。
[0025]基于上述，发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收，并通过脉搏信号拾取电路对信号采集，经放大电路将信号放大，波形整形电路对信号进行处理，通过单片机将其显示出来，解决了微弱信号容易受到外界电磁信号的干扰的问题，排除了背景光的影响。
[0026]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种光电脉搏传感器，所述光电脉搏传感器所需提供的电压为3.3V,其特征在于:包括脉搏信号拾取电路，所述脉搏拾取电路连接有发光二极管和光敏二极管，所述脉搏信号拾取电路连接有信号放大电路，所述信号放大电路连接有波形整形电路，所述波形整形电路连接有单片机。
2.根据权利要求1所述的一种光电脉搏传感器，其特征在于:所述信号放大电路包括低通滤波器电路和二级放大器电路。
3.根据权利要求2所述的一种光电脉搏传感器，其特征在于:所述单片机连接有数码管。
4.根据权利要求1所述的一种光电脉搏传感器，其特征在于:所述发光二极管连接有驱动电路。
5.根据权利要求1所述的一种光电脉搏传感器，其特征在于:所述发光二极管发出光的波长为600-700nm。
【文档编号】A61B5/02GK203724078SQ201420040356
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】卢进军 申请人:陕西理工学院