专利名称：电子台式水银血压计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量人体血压的电子台式水银血压装置。
目前，人体血压测量一般所用的台式水银血压计，符合国家GB3053－82《台式血压计》标准。它的使用方法是，把臂带绑在上臂上，将听诊器的胸件塞入放在肘部肱动脉上，通过挤压橡胶球，使臂带充气，同时使水银柱上升，当柱高超过收缩压20～30mmHg时，停止充气，打开回气阀门放气，水银柱下降，从听诊器中第一次听到搏动声时的水银柱高即为收缩压，继续放气，直到搏动声刚好消失时的水银柱高即为舒张压。这种血压计的优点是度量精确，稳定耐用，缺点是使用时必须配合听诊器去测听搏动信号，才能测得血压数值，因而比较麻烦，特别是一般人测量自身的血压就很困难。作为其改进的第一种形式为电子数字血压计，虽操作方便，并用数字显示血压数值，但需定期校正，且价格昂贵，约为普通台式血压计的10倍，不利于普及，若要降低价格会使仪器稳定性降低。作为其改进的第二种形式为电子台式水银血压计，如CN213287Y提供了一种不用听诊器的血压脉搏助读器，其信号处理电路灵敏度较低，抗干扰能力不强。
本实用新型的基本目的是，提供一种灵敏度较高，抗干扰能力较强的，性能价格比较高的电子台式水银血压计。
实现本实用新型的基本目的的技术方案－－基础技术方案是，以现有水银台式血压计为基本装置，增加压电陶瓷传感器，电子血压检测器及电子显示器，压电陶瓷传感器设在臂带之中，电子血压检测器固定在台式血压计外壳内，电子显示器固定在台式血压计上，压电陶瓷传感器的输出通过导线与电子血压检测器的输入相连，电子血压检测器的输出接电子显示器的输入，其特征在于，电子血压检测器的电路由阻抗变换器，具有释抑功能的有源带通滤波器，集成比较电路，正反馈电路及显示电路组成，压电陶瓷传感器以压电陶瓷片为所接收搏动信号的输入及电信号输出的变换器，通过导线接阻抗变换器的输入，阻抗变换器的输出接具有释抑功能的有源带通滤波器的输入，具有释抑功能的有源带通滤波器的输出接集成比较电路的输入，集成比较电路的输出接显示电路的输入，显示电路的输出接电子显示器，在集成比较电路与具有释抑功能的有源带通滤波器之间设有正反馈电路，上述的具有释抑功能的有源带通滤波器的电路组成是，在集成运放有源带通滤波器的集成运放的反馈输出端的电阻与地之间串接一电解电容，该电解电容称为释抑电容。
本实用新型开始工作时，压电陶瓷传感器铜基片一面朝向手臂，当臂带中的压力等于收缩压时，传感器接收到搏动信号并转换成电压信号，该电压信号通过阻抗变换电路变成电流信号，该电流信号通过集成运放有源带通滤波器后，滤去所选频带外的电流信号，放大所选频带内的电流信号并输出电压信号，该电压信号是以搏动信号为主要成分的电压信号，简称频带内电压信号，频带内电压信号通过集成比较电路时，使比较电路输出电压的状态翻转，该输出电路分两路，一路接显示电路，该电压信号通过显示电路使电子显示器工作，输出显示信号。另一路通过正反馈电路使集成运放有源带通滤波器的输出电压转入并保持为抑制状态；与此同时，释抑电容开始充电，当电压升至使有源带通滤波器集成运放反相输入端的注入电流大于正向输入端的注入电流时，集成运放输出电压状态翻转，成为释放状态，恢复至初始状态等待下一次的搏动信号；当下一次搏动信号到来时，重复上述过程。当臂带中的压力小于舒张压时，因传感器接收不到搏动信号，电子显示器不再显示，当显示信号刚消失时的水银柱高的读数即为舒张压。从而实现了本实用新型的目的。
上述阻抗变换器是源极跟随阻抗变换器或射极跟随阻抗变换器；具有释抑功能的有源带通滤波器所使用的运算放大器是电流输入型集成运算放大器或电压输入型集成运算放大器，集成比较电路是具有一级集成运放或二级集成运放的比较放大电路；正反馈电路是由单一的反馈电阻组成的正反馈电路或由隔离二极管及反馈电阻串接组成的正反馈电路；显示电路是电子声显示电路或电子光显示电路或电子声光显示电路；电子显示器是蜂鸣器或发光二极管或同时具有蜂鸣器、发光二极管。
本实用新型的进一步目的是，提供一种灵敏度更高的电子台式水银血压计。
实现这一进一步目的的技术方案是，在上述技术方案的基础上，对通用压电陶瓷传感器进行改进，即，将圆形压电陶瓷片与铜基片的直径比例由1520改变为1527±2，压电陶瓷片的直径为12～18mm。
本实用新型压电陶瓷传感器还可增加一桶状圆柱形外壳，铜基片固定连接在外壳开口处的端面上，与铜基片固定连接在一起的压电陶瓷片设置在外壳的腔内。
本实用新型压电陶瓷传感器的铜基片的外侧还可再增加一圆形弹性绝缘层，该绝缘层固定贴在铜基片的外表面。
本实用新型将压电陶瓷片与铜基片的直径比例改变后，克服了压电陶瓷片直径偏小时，低频响应差的弱点，同时也克服了直径偏大时高频响应差的毛病。通用压电陶瓷蜂鸣器的规格有两种，一种是压电陶瓷片直径为15mm，铜基片直径为20mm；另一种是压电陶瓷片直径为20mm，铜基片直径为27mm；后者高频响应较差，前者因铜基片直径较小故压电灵敏度较差，而本实用新型压电陶瓷传感器的铜基片大小合适，压电陶瓷片传感灵敏度较高。从而实现了本实用新型的进一步目的。
当本实用新型的压电陶瓷传感器增加一个外壳时，选择适当的外壳深度，可与搏动信号产生谐振，因而进一步提高了传感灵敏度。
本实用新型的压电陶瓷传感器再增加一层弹性绝缘层后，增加了接收搏动信号的接触面积，从而使传感灵敏度更高，因此进一步实现了本实用新型的进一步目的。
本实用新型的又一进一步目的是，提供一种当工作电源低于正常工作电压时，能发出报警显示信号的电子台式水银血压计。
实现该又一进一步目的的技术方案是，在基础技术方案的基础上，在电子血压检测器的电路中，增加电源低压告警电路，电源线接电源低压告警电路的输入，电源低压告警电路的输出与集成比较电路的输出并接在显示电路的输入端，电源低压告警电路的组成是，两只电阻串接而成为电源电压取样电路，其中的一只电阻的外端接电源线，另一只电阻的外端接地，两电阻中间引出一导线接晶体管放大电路的晶体管的基极，晶体管的集电极为输出极，接一只隔离二极管，隔离二极管的输出接显示电路的输入。当电源电压低于预定值时则产生报警。从而实现了本实用新型的又一进一步目的。
本实用新型具有积极的效果(1)抗干扰能力强。在释放期间，本实用新型的集成运放有源带通滤波器具有选择频率的功能。因为增加了释抑电容和正反馈电路，故在抑制状态期间，可以抑制所有信号并保持释放状态期间内输入的搏动信号。(2)灵敏度高。本实用新型的高灵敏度由两方面叠加而成。一是传感灵敏度高；二是由于存在正反馈电路，在释放期间，只要有搏动信号，比较电路就能转入并保持抑制状态；在释放开始至搏动电信号到来时，只要保证阻止频带内杂质信号即可，因而在设置集成比较电路的比较电位差时可设置得较低，从而进一步提高了灵敏度。(3)本实用新型除保持原有台式水银血压计的读数准确、稳定的优点外，还具有使用方便的特点，不需听诊器即可由电子显示器显示的提示信号再对照水银柱高读出收缩压和舒张压的数值，即适合专业人员使用，也适合普通人员使用。本实用新型成本约为普通台式血压计的一倍，是电子数字血压计价格的五分之一，因而具有较高的性能价格比。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型电子血压检测器的方框图。
图3为本实用新型压电陶瓷传感器的一种结构示意图。
图4为图3的A－A剖视图。
图5为本实用新型压电陶瓷传感器的另一种结构示意图。
图6为本实用新型电子血压检测器电路的电原理图。
以下结合实施例和应用例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1、由
图1、图2、图3、图4和图6，(1)为台式水银血压计，(2)为压电陶瓷传感器，(3)为电子血压检测器，(4)为电子显示器，(5)为电子血压检测器的上盖，(6)为导线。
将直径为15mm的圆形压电陶瓷片(21)与直径为27mm的圆形铜基片(22)粘结在一起，制得传感片，将传感片粘在直径与铜基片相适的深度为5mm的塑料桶状圆柱形外壳的开口处的一端，有压电陶瓷片的一面置于外壳的腔内，便得到压电陶瓷传感器(2)，将压电陶瓷传感器(2)缝在臂带(12)之中，有铜基片(22)的一面朝外。将电子血压检测器(3)固定在外壳(18)内，电子血压检测器上盖(5)固定在外壳(18)上、在电子血压检测器(3)的上方；电子声光显示器为发光二极管LED1及蜂鸣片FM，发光二极管LED1和蜂鸣片FM固定在电子血压检测器上盖(5)上，压电陶瓷传感器的输出压电陶瓷片(21)通过导线(6)与源极跟随阻抗变换器(31)的输入相连，具体元件的电连接，由电连接网络表(表1)给出
表1电连接网络表
表中每一对圆括号之间为一个网络，前括号后的第一行为网络名称，在同一网络内各元件的一只脚连接在一起；从第二行开始到后括号前，每一行都分别表示一个元件的一只脚。xxx－1表示1脚，xxx－2表示2脚。与电原理图相对照，电解电容正极为1脚，负极为2脚，晶体三极管B为基极，C为集电极，E为发射极，场效应管G为栅极、S为源极、D为漏极，二极管K为负极、A为正极。其余元件的脚在元件下方或在元件左方为1脚，元件的脚在元件的上方或在元件的右方为2脚。各元件型号参数选择是BG1为N沟道结型场效应管、型号为K30A，U1为电流输入型集成四运放，型号为LM3900，电解电容C4参数为2.2uF，设定电路释抑时间为300ms，可变电位器的数值根据设定的释抑时间选择；有源带通滤波器各元件参数以有源带通滤波器中心频率为33Hz进行选择，其余元件的参数为一般通常的数值。
实施例2、由
图1、图2、图5和图6，其余同实施例1，不同之处在于，在铜基片(22)外表面固定粘接有一层厚度为1mm，形状与铜基片相似的硅橡胶(24)。
应用例由1、图2、图5和图6，取实施例2所得的本实用新型，在测人体血压时，把臂带(12)绑在上臂上，具有压电陶瓷传感器(2)的一面朝内，通过挤压橡胶球(11)，使臂带(12)中的橡胶袋充气，同时使示值管(15)中的水银柱上升，根据标尺(16)的示值，当柱高超过被测者通常收缩压20～30mmHg时，开始放气，当橡胶袋中的压力等于收缩压时，压电陶瓷传感器的压电陶瓷片(21)接收到肱动脉的搏动信号，并转换成电信号，该电信号经过导线(6)输入到源极跟随阻抗变换器(31)的结型场效应管BG1的栅极，当输入负脉冲时，由BG1将电压信号转换成负向电流信号，从源极输出。该负向电流信号通过具有释抑功能的有源带通滤波器(32)。经其中的中心频率为33Hz、3dB带宽约为10Hz的集成运放有源带通滤波器(321)后，滤去所选频带外的电流信号，保留并倒相放大所选频带内的电流信号成为电压信号输出，该电压信号是以搏动电压信号为主要成分的电压信号，为正电压，简称频带内电压信号，频带内电压信号通过集成比较电路(33)时，使集成比较电路(33)的集成运放U1C的输出电压状态翻转成高电平。该输出电压分两路，一路接显示电路(35)BG2的基极，BG2饱和导通，使接在BG2发射极的发光二极管LED1发光，表示此时有搏动信号。BG2的集电极变为低电平，使D2截止，故使RC音频振荡器自由振荡，压电陶瓷蜂鸣器FM发出声音。另一路通过正反馈电路(34)的隔离二极管D1及电阻R6，使集成运放有源带通滤波器(321)的输出电压转入并保持为高电平的抑制状态，而U1C的输出(9脚)电压状态仍保持高电平，LED1继续发光，FM继续发声。此时组成RC电路(322)的释抑电容C4开始充电，C4正极电压逐渐升高，当电压升至使集成运放U1A的反相输入端(3脚)的注入正向电流大于同相输入端(2脚)的注入正向电流时，U1A输出端(4脚)的电压状态由高电平翻转为低电平。该低电平使集成比较电路(35)的U1C输出(9脚)翻转为低电平，使LED1停止发光，FM停止发声，U1C输出的低电平也使D1截止，此时电容C4的电位高于U1A输出端(4脚)的电位，故C4通过U1A的输出端放电至C4端电压等于U1A输出端的电压为止，此时电路处于释放状态，U1A等待下一次搏动信号的到来。
当下一次搏动信号到来时，电路重复上述过程，使LED1发光，FM发声，连续的搏动信号，使LED1闪烁发光，FM持续间断性发声。
随着臂带(12)内橡胶袋中的气体逐渐放出，当压力小于舒张压时，因传感器(2)接收不到搏动信号，故电子声光显示器(4)不再显示。当声光刚消失时的水银柱高的读数即为舒张压。
本实用新型开机时，若电源电压低于预定电压，则取样电压不能使BG3保持饱和状态，故BG3集电极电压升高，使D3导通，从而致使显示电路(35)工作，LED发光，FM发声，告警电源电压低于预定值。可有效防止因电源电压过低而使电路工作点偏移致使血压测量不准确的问题。
权利要求1.一种电子台式水银血压计，具有台式水银血压计(1)，压电陶瓷传感器(2)，电子血压检测器(3)及电子显示器(4)，压电陶瓷传感器(2)设在臂带(12)之中，电子血压检测器(3)固定在外壳(18)内，电子显示器(4)固定在台式水银血压计(1)上，压电陶瓷传感器(3)的输出通过导线(6)与电子血压检测器(3)的输入相连，电子血压检测器(3)的输出接电子显示器(4)的输入，其特征在于，电子血压检测器(3)的电路由阻抗变换器(31)、具有释抑功能的有源带通滤波器(32)、集成比较电路(33)、正反馈电路(34)及显示电路(35)组成，压电陶瓷传感器(2)以压电陶瓷片(21)为所接收搏动信号的输入及电信号输出的变换器，通过导线(6)接阻抗变换器(31)的输入，阻抗变换器(31)的输出接具有释抑功能的有源带通滤波器(32)的输入，具有释抑功能的有源带通滤波器(32)的输出接集成比较电路(33)的输入，集成比较电路(33)的输出接显示电路(35)的输入，显示电路(35)的输出接电子显示器(4)，在集成比较电路(33)与具有释抑功能的有源带通滤波器(32)之间设有正反馈电路(34)；所述的具有释抑功能的有源带通滤波器(32)的电路组成是，在集成运放有源带通滤波器(321)的集成运放的反馈输出电阻与地之间串接一电解电容。
2.根据权利要求1所述的电子台式水银血压计，其特征在于，所述的阻抗变换器(31)是源极跟随阻抗变换器或射极跟随阻抗变换器；所述的具有释抑功能的有源带通滤波器(32)所使用的运算放大器是电流输入型集成运算放大器或电压输入型集成运算放大器；所述的集成比较电路(33)是具有一级集成运放或具有二级集成的比较放大电路；所述的正反馈电路是单一的反馈电阻组成的正反馈电路或由隔离二极管及反馈电阻串接组成的正反馈电路；所述的显示电路(35)是电子声显示电路或电子光显示电路或电子声光显示电路；所述的电子显示器(4)是蜂鸣器或发光二极管或同时具有蜂鸣器、发光二极管。
3.根据权利要求1或2所述的电子台式水银血压计，其特征在于所述的压电陶瓷传感器(2)的压电陶瓷片(21)与铜基片(22)的形状为圆形，它们的直径比例为1527±2，压电陶瓷片(21)的直径为12～18mm。
4.根据权利要求3所述的电子台式水银血压计，其特征在于，所述的压电陶瓷传感器(2)有一外壳(23)，该外壳的形状为桶形圆柱面，铜基片(22)固定在外壳开口处的端面上，与铜基片(22)固定连接在一起的压电陶瓷片(21)设置在外壳(23)的腔内。
5.根据权利4所述的电子台式水银血压计，其特征在于，所述的压电陶瓷传感器(2)的铜基片(22)的外侧固定贴有一层弹性绝缘层(24)。
6.根据权利要求1或2所述的电子台式水银血压计，其特征在于，所述的电子血压检测器(3)的电路具有电源低压告警电路(36)，电源线接电源低压告警电路(36)的输入，电源低压告警电路(36)的输出与集成比较电路(33)的输出并接在显示电路(35)的输入端，电源低压告警电路(36)的组成是，串接而成为电源电压取样电路的两电阻中的一只电阻的外端接电源线，另一电阻的外端接地，两电阻中间引出一导线接晶体管放大电路的晶体管的基极，晶体管的集电极为输出极，接一隔离二极管，隔离二极管的输出接显示电路(35)的输入。
专利摘要本实用新型涉及一种电子台式水银血压装置。由台式水银血压计，压电陶瓷传感器，电子血压检测器，电子显示器等组成。采用高灵敏度的传感器，通过导线将搏动信号输入由阻抗变换器、具有释抑功能的有源带通滤波器、集成比较电路及正反馈电路组成的电子血压检测器电路，由电子声光显示器提示，通过水银血压计读出血压值。测血压时抗干扰能力强，灵敏度高，读数准确稳定，操作简便。有较高性能价格比，可对电源低压告警。
文档编号A61B5/022GK2189903SQ94241860
公开日1995年2月22日 申请日期1994年5月17日 优先权日1994年5月17日
发明者周国方, 陶亦军 申请人:周国方, 陶亦军