脉搏检测仪的制作方法

本实用新型涉及检测仪，更具体地说，涉及一种脉搏检测仪。

背景技术：

如今，高血压、冠心病、动脉硬化等心血管疾病已成为常见病和多发病。在心血管疾病的初期，虽然患者还没有自觉症状，但血压、血流、血管阻力、血管弹性和血液粘性等一系列心血管、血流参数却已经发生了变化，并首先反应在脉搏波的波形变化中，因此通过对正常及患病情况脉搏波的比较分析，就可能将心血管疾病潜在的危险及早诊断出来，为心血管疾病的预防和治疗争取宝贵时间。

中医脉象诊断技术是脉搏测量技术在中医诊断上的卓有成效的应用。然而由于受到人为等多方面因素的干扰，使得传统的中医诊脉缺乏客观性。现代客观化诊脉手段是现代科技发展的产物，根据传感器种类的不同可分为：压力脉图法、超声脉图法、光电容积法、阻抗血流图法、电容声法等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种脉搏检测仪，利用光电容积法，电路结构简单，测试所得脉搏波形能够正确反映人体脉搏的真实特征，使用、携带方便。

本实用新型的技术解决方案是：该检测仪的电路由光电传感器、初级放大电路、滤波电路、次级放大电路、C8051F320及外围电路依电回路方式连接构成；脉搏信号经光电传感器采集后，由初级放大电路放大，通过滤波电路滤除工频和高频干扰，再进入次级放大电路，最后经C8051F320及外围电路处理得脉搏信号数据; 其特征是：采用TSAL6200型红外发射二极管作为光源，HS0038B型红外接收二极管作为光电转换器件，两种二极管的峰值波长都是940nm，R2选500Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的，电容C1起到隔直通交的作用；脉搏信号放大部分选择美国B-B公司生产的精密仪表放大器INA118；Rg=50kΩ/(G-1)，其中G为增益，Rg是芯片1脚和2脚之间的电阻，通过Rg的不同取值，增益在1到1000之间变化；在本设计中，Rg=500Ω，G=101;VIN为输入信号，VO为输出信号，Ref为参考电压，使用二阶低通滤波器；U2A为RC4558型放大器，U6为CD4052，是4路模拟开关，C8051F320的P25、P24与CD4052的A、B引脚相连，C8051F320通过控制P24、P25引脚电平的变换选通CD4052的不同通道，从而调节信号的次级放大倍数； CD4052输出的模拟信号由U2B RC4558、R16、R4、R7、C16组成的电路进行电平提升，然后经单片机P10引脚输入，进行A/D转换，P07为参考电压输入端，其中，C8051F320的ADC0被配置为差分输入方式。

与现有技术相比的有益效果是：

1.传感器使用光电容积法采集脉搏信号，红外发射二极管选择TSAL6200型作为光源，红外接收二极管HS0038B型二极管；

2.初级放大部分使用仪表放大器INA118，脉搏信号放大后的失真小；

3.滤波电路使用二阶低通滤波电路，滤除高频干扰和工频干扰；

4.次级放大使用RC4558型放大器和CD4052模拟开关，实现信号的二次放大；

5.电平提升电路采用RC4558型放大器；

6.单片机选用C8051F320，它是具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有标准8051的数字外设部件，片内还集成了模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、电压比较器、温度传感器、定时器、数字I/O端口、USB控制处理器等功能部件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对技术方案的任何限制。

图1是本实用新型的结构组成框图。

图2是传感器电路。

图3是初级放大电路。

图4是次级放大电路。

图5是C8051F320及外围电路。

图中：1光电传感器，2初级放大电路，3滤波电路，4次级放大电路，5 C8051F320及外围电路；VCC为+5V电源，R1为1K电阻，R2为500欧姆电阻，C1为4.7微法电容器，D1为TSAL6200型红外发射二极管，D2为 HS0038B型红外接收二极管；R_G是可调电阻，V_IN是输入电压，V_O是输出电压，Ref是参考电压；R3是20K电阻，R2是20K电阻，R27是60K电阻，R28是40K电阻，R29是20K电阻，C5是0.01微法电容，C1是4.7微法电容，RC4558为运算放大器，GND为接地；R16是100K电阻，R18是10K电阻，R19是10K电阻，R4是100K电阻，R7是220K电阻，C18是4.7微法电容，C16是0.1微法电容，RC4558是运算放大器，GND是接地，C8051F320是单片机。

具体实施方式

如图1所示，该检测仪的电路由光电传感器1、初级放大电路2、滤波电路3、次级放大电路4、C8051F320及外围电路5依电回路方式连接构成；脉搏信号经光电传感器1采集后，由初级放大电路2放大，通过滤波电路3滤除工频和高频干扰，再进入次级放大电路4，最后经C8051F320及外围电路处理得到脉搏信号数据。

如图2所示，采用TSAL6200型红外发射二极管作为光源，HS0038B型红外接收二极管作为光电转换器件，两种二极管的峰值波长都是940nm，R2选500Ω是基于红外接收二极管感应红外光灵敏度考虑的，电容C1起到隔直通交的作用。

如图3所示，光电传感器拾取的脉搏信号十分微弱，仅为毫伏量级，所以要求前置级具有高输入阻抗、低噪声、低漂移的特点，这样可以减小信号源的影响，增强信号的拾取能力，使输出稳定，基于此种要求，脉搏信号放大部分选择美国B-B公司生产的精密仪表放大器INA118，该放大器具有高精度、共模抑制比高和低功耗等优点；Rg=50kΩ/(G-1)，其中G为增益，Rg是芯片1脚和2脚之间的电阻，通过Rg的不同取值，增益在1到1000之间变化；在本设计中，Rg=500Ω，G=101；VIN为输入信号，VO为输出信号，Ref为参考电压；工频干扰是电路中最常见的干扰，脉搏信号变化缓慢，特别容易受到工频信号的干扰，因此对工频信号干扰的抑制是保证脉搏信号测量精度的主要措施之一；通常脉搏信号的频率范围在0.3－20Hz之间，小于工频50Hz，因此必须通过低通滤波电路滤除工频干扰，本设计使用二阶低通滤波器。

如图4所示，U2A为RC4558型放大器，U6为CD4052，是4路模拟开关，C8051F320的P25、P24与CD4052的A、B引脚相连，C8051F320通过控制P24、P25引脚电平的变换选通CD4052的不同通道，从而调节信号的次级放大倍数，以满足实验要求。

如图5所示，由于脉搏信号为交流信号，这就要求对输入信号进行电平提升，CD4052输出的模拟信号由U2B（RC4558）、R16、R4、R7、C16组成的电路进行电平提升，然后经单片机P10引脚输入，进行A/D转换，P07为参考电压输入端，其中，C8051F320的ADC0被配置为差分输入方式。