[实用新型]口鼻气流呼吸传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种利用非晶丝巨应力阻抗效应研制的测量人体口鼻气流呼吸运动波形的传感器。属于医疗监护技术领域。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，对人体口鼻气流呼吸运动的监测仪器的使用也不断的增多。目前用于口鼻气流呼吸运动监护的传感器敏感材料主要有四类：第一类采用热敏元件监测口鼻气流的变化。第二类采用湿敏元件监测口鼻气流的变化。第三类采用压阻元件监测口鼻气流的变化。第四类采用压电元件监测口鼻气流的变化。在实际应用中，上述方式都存在不足之处。在第一类装置和第二类装置容易受环境温度、湿度影响，对监测环境要求较高。第三类和第四类装置受敏感材料敏感度限制，体积较大，成本较高，而且橡胶热缩套管放置于鼻孔下方以及口部，使被测者脸上有明显异物感，使用不舒服。现有的呼吸传感器结构较复杂，因此成本较高，不利于一次性使用，消毒、存储都较复杂。我们急需一种性能稳定，灵敏度高，使用舒适，成本低廉的新型呼吸传感器。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定，灵敏度高，使用舒适，成本低廉的新型呼吸传感器。本发明利用了非晶丝的巨应力阻抗效应（GSI），通过测量口鼻气流呼吸运动作用在探头的应力的变化测量呼吸运动的波形。所谓的巨应力阻抗效应是指当非晶材料（非晶丝）的轴向应力发生变化时非晶丝的阻抗也会明显的变化。在监测人体口鼻处呼吸运动的过程中，传感器探头由其探头固定装置放置在口鼻处，但不与口鼻处皮肤接触，类似耳麦的固定方式。人体呼吸运动时，口鼻处流通的气流会有一部分汇集到探头的敏感弹性薄膜上，弹性薄膜会随气流抖动，薄膜内的非晶丝会受到微小的力，当通过高频激励电流时，阻抗会发生与受到的力的同步的变化，通过信号提取电路、信号处理电路，得到口鼻气流的呼吸波形信号，通过输出电路可以将信号输出到电脑或其它外设上。   

为此，本实用新型的技术方案是：一种口鼻气流呼吸传感器，它由传感器探头支架、传感器探头固定装置、敏感弹性薄膜、电路板组成，其特征是：传感器探头支架用来支撑敏感弹性薄膜，具有两个金属触点，与弹性薄膜内的非晶丝两端点电气连接，并通过具有支撑功能的柔性导线与探头固定装置连接；传感器探头固定装置内嵌电路板，可以戴在在测试者的耳部，类似耳麦的固定方式，通过调整探头位置，使传感器探头固定在口鼻处前方；敏感弹性薄膜由两片弹性薄膜夹住非晶丝制作而成，非晶丝两端引出导线触点，与探头支架上的金属触点电气连接，支架上的金属触点通过导线与电路板电气连接。人体呼吸运动时，口鼻处流通的气流会有一部分汇集到探头的敏感弹性薄膜上，弹性薄膜会随气流抖动，薄膜内的非晶丝会受到微小的力，当通过高频激励电流时，阻抗会发生与受到的力同步的变化，通过信号提取电路、信号处理电路、得到口鼻气流的呼吸波形信号，通过输出电路可以将信号输出到电脑或其它外设上。   

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著特点和积极效果：

1、本呼吸传感器的力敏感材料非晶丝具有巨应力阻抗效应（GSI），其应变系数比传统应变电阻要高1到2个数量级，因此灵敏度更高，结构和电路更简单，成本更低，适于一次性使用。

2、本呼吸传感器不与口鼻处皮肤接触，使用更舒适。

附图说明

附图1是呼吸传感器结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，呼吸传感器由传感器探头支架1、传感器探头固定装置2、敏感弹性薄膜3、电路板4组成组成。传感器探头支架1可以采用塑料等廉价的材料制作而成，其外框是一平面图形，边框上有两个金属触点，与敏感弹性薄膜3中的非晶丝电气连接，金属触点与具有支撑功能的柔性导线电气连接，柔性导线与探头固定装置2连接，可以调整和固定探头支架的位置。敏感弹性薄膜3由两片弹性薄膜夹住一根非晶丝热塑而成，热塑过程中，需要施加非晶丝一定的轴向张力，张力范围为0.1N到0.3N，非晶丝两端需要与探头支架边框上的金属触点良好接触，敏感弹性薄膜整体热塑到支架边框上，弹性薄膜的面积要小于支架外框，使气流可以顺利通过呼吸传感器探头。探头固定装置2外型与耳麦类似，其中与传感器探头连接的耳包里固定电路板4，电路板4上的两根探头引线与探头上的非晶丝引线电气连接。电路板4内含有非晶丝激励电路、电压信号拾取电路、信号处理电路、输出电路，非晶丝激励电路采用高频激励电路，可以采用晶振或搭建振荡电路，频率范围为1MHz到10MHz；电压拾取电路可以采用峰值检波电路；信号处理电路可以采用放大电路和滤波电路级联的方法，得到呼吸运动的模拟波形；输出电路可以采用数字接口或模拟接口将呼吸运动信号输出。