[实用新型]一种双光路脉搏传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域,特别涉及脉搏等人体生理参数的传感器。

背景技术

人体脉搏信号中包含了丰富的生理信息，对临床具有重大的意义。在通常情况下，对于脉搏的测量主要分为两种形式，一种是传统中医的把脉，但是这种形式往往是凭借个人的经验，误差较大，不具有推广性。另一种是通过传感器来进行间接测量的。但是测量的信号弱，受干扰大。传感器的设计好坏对测量结果有着直接的影响。

随着社会的不断进步，人们对健康更为重视，因此设计出一种便携式的、家用的、精密度高的传感器就显得尤为重要。

光电传感器具有高分辨率及敏捷的响应速度，是现在测脉搏的主流传感器。它的结构包括光路与电路，现在大部分的传感器在光路上都是利用透射式、反射式的方法来获得信息。但是由于光路中有干扰光（如阳光、灯光等杂散光）以及光路中有灰尘时，将引起测量误差。授权公告号为:CN203724078 U、授权公告日为2014.07.23，名为一种光电脉搏传感器的实用新型专利，利用光敏二极管作为光电元件，具有比较好的光电特性和比较灵敏的响应特性。但是由于光敏二极管本身具有暗电流（一般随温度的升高而增大），使电路不能稳定地工作。并且该专利只是显示脉搏次数，不能知道是否是一分钟脉搏的次数，更不能知道在该范围内自己是否健康。

发明内容

针对上述技术的不足，本实用新型提出的利用双光路光电传感器来测量脉搏信号，可以减少上述误差。并通过温度补偿电桥克服两个光敏二极管元件特性的不一致，灵敏度漂移，温度漂移不等所带来的影响。通过单片机来实现脉搏显示，警报，LED灯发光的功能。本实用新型结构简单，微型化、家用化，灵敏度、精确度高，不需要专业知识即可实现自己脉搏的测量，获得所需参数，从而判断健康情况，尤其便于老人和小孩的使用。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：一种双光路脉搏传感器，包括恒流源电路、发光二极管、双光路电路、光敏二极管电桥电路、脉冲信号拾取电路、二级放大电路、滤波器、波形整形电路、A/D转换电路、单片机、数码管；所述恒流源电路、发光二极管、双光路电路、光敏二极管电桥电路、脉冲信号拾取电路、二级放大电路、滤波器、波形整形电路、A/D转换电路、单片机和数码管依次连接；所述双光路电路用于减少干扰光；所述光敏二极管电桥电路，用于克服两个光敏二极管的不同特性所带来的误差；所述数码管显示脉搏测量结果。

作为进一步改进，所述光敏二极管电桥电路中，电压U0一端分别连接滑动电阻R1和光敏二极管D1, 滑动电阻R1与电阻R3串联后连接电压U0的另一端，光敏二极管D1依次串联电阻R2、光敏二极管D2，光敏二极管D2的正极连接电压U0的另一端，电阻R4并联在光敏二极管D2上。

作为进一步改进，所述双光路电路中，以所述发光二极管发出的光作为光源，分为两条光路，一路经过反射镜A、准直镜A、光楔和聚光镜A，进入光敏二极管电桥电路中的一个光敏二极管，另一路经过反射镜B、准直镜B、待测体和聚光镜B，进入光敏二极管电桥电路中的另一个光敏二极管。

作为进一步改进，所述光敏二极管电桥电路中的两个光敏二极管采用PIN光敏二极管。

作为进一步改进，所述滤波器是二阶低通滤波器。

作为进一步改进，所述单片机还连接蜂鸣器和LED灯，通过蜂鸣器实现警报功能，通过LED灯的红绿显示脉搏是否正常，绿灯即为正常。

本实用新型的有益效果为：以双光路脉搏传感器测量脉搏，解决了微弱信号容易受到外界电磁信号干扰的问题，排除了背景光的影响。采用光敏二极管电桥电路克服了两个光敏二极管的不一致性、灵敏度差异、漂移等带来的影响。二级放大电路和滤波器实现了对信号的二次处理，保证放大后的信号容易被识别处理，滤除50Hz的工频干扰。使用单片机实现微型化。单片机连接有数码管、蜂鸣器及LED灯。数码管价格便宜，结构简单；达到一分钟的时候，蜂鸣器响，比人工计时更为精确；LED灯简单明了，实现家用化。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图

图2为本实用新型中双光路电路的原理图

图3为本实用新型中单片机控制的模块图

图4为本实用新型中光敏二极管电桥电路原理图

图5为本实用新型中二阶低通滤波器的原理图