[实用新型]一种血氧饱和度和脉率测量装置

摘要

本实用新型提供的一种血氧饱和度和脉率测量装置，包括指夹式传感器、模拟前端单元、单片机、显示器和电源；指夹式传感器与模拟前端单元相连；模拟前端单元通过I2C总线与单片机相连；显示器与单片机的IO口相连接，电源为整个装置提供稳定的直流供电。采用六波长的光源来检测人体的血氧饱和度和脉率，具有高精度、高稳定性的特点。实验证明，本实用新型的一种血氧饱和度和脉率测量装置测量的脉率在30bpm～300bpm范围内，精度能达到±2bpm；血氧饱和度值在70％‑100％范围内，精度能达到±2digit。可以广泛用于血氧饱和度和脉率测量。

主权项

1.一种血氧饱和度和脉率测量装置，其特征在于，包括指夹式传感器（1）、模拟前端单元（2）、单片机（3）、显示器（4）和电源（5）；指夹式传感器（1）与模拟前端单元（2）相连；模拟前端单元（2）通过I2C总线与单片机（3）相连；显示器（4）与单片机（3）的IO口相连接，电源（5）为整个装置提供稳定的直流供电；所述的指夹式传感器（1）有光源单元和光电接收器单元；所述的光源单元有第一光源至第六光源，分别发射六个波长的光信号；所述的光电接收器单元有两个相同结构的光电接收器，通过光源的控制口分别接收光源透射过人体之后的光信号，将光信号转换为微弱的电流信号，分别各经过共模滤波器和共模滤波器的输出口送入模拟前端单元（2）；所述的模拟前端单元（2）有二个电流电压转换单元和与其连接的AFE单元，它们的结构对应相同，两个电流电压转换单元接收指夹式传感器（1）输出的电流信号，并将其转换为电压信号，两个AFE单元分别通过I2C总线与单片机（3）通信，接收单片机（3）的指令，控制光源的驱动电流、点亮时间和内置放大器的增益，同时AFE单元完成模拟和数字信号转换，并通过I2C总线，将数据主动发送给单片机（3）；AFE单元为AFE芯片；所述的单片机（3）接收到模拟前端单元（2）发送的数据，单片机（3）把模拟前端单元（2）转换的电压信号进行滤波处理，算出光源透过手指后光电接收器接收到的信号多少；控制模拟前端单元（2）的AFE芯片，驱动光源发光；通过查找数据的峰值获得脉率，血氧饱和度通过公式1和公式2计算获得，送入显示器4显示；其中，公式1中的AC和DC分别为对应波长光源的直流分量与交流分量；公式2中的a和b为标定常数，Φ为公式1计算结果；所述的电流电压转换单元将光电二极管两端的电流信号转换为差分电压信号，并送入AFE单元；在AFE芯片的内部进行二级放大，放大增益可通过单片机（3）发送命令改变，放大后的信号在AFE芯片内部完成ADC转换，单片机（3）通过I2C总线，读取模拟前端单元（2）转换后的数字信号。