[發(fā)明專利]一種光電式心率測量儀

在審

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• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107157467A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳暢
• 申請（專利權）人: 陳暢
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及單片機控制技術，電子技術等技術領域，特別涉及一種光電式心率測量儀。

背景技術

普遍使用的測量心率的方法需要使用電極或壓電傳感器直接接觸人體,會對人體產(chǎn)生一定約束,從而使受試者產(chǎn)生一定的心理負擔。近些年來隨著科學技術的發(fā)展,出現(xiàn)一些非接觸式測量方法，具有十分廣泛的應用前景。血液是一種高度不透明液體，近紅外光在一般組織中的穿透性比在血液中大幾十倍。指頭內(nèi)部的血液容積在心臟搏動下呈周期性變化，心臟舒張時手指中血容量減小，紅外光透過率增大，心臟收縮時相反。因此，可以將紅外光強的變化反映脈搏的變化。手指一側的紅外發(fā)光二極管發(fā)出穩(wěn)定的紅外光，透過手指由另一側的PIN管接收透過光強，再將光強信號轉化為電信號，通過對此電信號提取分析即可完成心率的非接觸式測量。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到人們對低成本、高精度心率測量儀的需要，設計了一種光電式心率測量儀。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種光電式心率測量儀，其包括：信號拾取電路，濾波電路，放大電路，聲光提示電路，控制器，鍵盤，數(shù)碼顯示器；所述信號拾取電路連接濾波電路，所述濾波電路連接放大電路，所述放大電路連接控制器，所述控制器還與聲光提示電路、鍵盤和數(shù)碼顯示器相連。

優(yōu)選的，測量儀工作時，信號拾取電路獲取心率信號，經(jīng)濾波電路、放大電路處理后送控制器，由控制器計算出心率數(shù)值送數(shù)碼顯示器顯示并給出聲光提示。

優(yōu)選的，所述控制器為單片機芯片，具體型號選擇AVR單片機ATmega16。

上述技術方案有如下有益效果：該測量儀具有使用方便、顯示直觀、功耗低等優(yōu)點。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可以依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發(fā)明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例信號拾取電路。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細介紹。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種光電式心率測量儀，其包括：1 信號拾取電路，2 濾波電路，3 放大電路，4 聲光提示電路，5 控制器，6 鍵盤，7 數(shù)碼顯示器。所述信號拾取電路連接濾波電路，所述濾波電路連接放大電路，所述放大電路連接控制器，所述控制器還與聲光提示電路、鍵盤和數(shù)碼顯示器相連。測量儀工作時，信號拾取電路獲取心率信號，經(jīng)濾波電路、放大電路處理后送控制器，由控制器計算出心率數(shù)值送數(shù)碼顯示器顯示并給出聲光提示。該測量儀具有使用方便、顯示直觀、功耗低等優(yōu)點。

如圖2所示，信號拾取電路由外接直流電源提供5V的直流電壓，紅外發(fā)射二極管串聯(lián)偏置電阻發(fā)射光信號，實測工作電流約為50mA。紅外接收二極管反向偏置接收光信號，實測工作電流約為0.5mA，將光信號轉化為電信號，經(jīng)電容隔直流送給濾波電路，實測信號幅值約為15 mV。

信號濾波電路采用二階有源濾波，根據(jù)實際需要設置R和C的值，使得截止頻率約為7Hz，并有反向放大能力。放大電路比較器LM324在正向輸入端加入2.5V的參考電位。LM324使用單電源供電，同樣需要設置參考電位。由于輸出電壓范圍約為0.8～4.0V，故把參考電平設置為1.6～2.5V左右，使用220kΩ與100kΩ的電阻串聯(lián)分壓，電平不恒定，有噪聲抖動，但在允許范圍之內(nèi)。實際測量中第一級放大20倍，第二級放大10倍。為了調整波形，最后使用了簡單的反相器。

控制器為單片機系統(tǒng)，系統(tǒng)實施時選擇高性能、低功耗的AVR單片機ATmega16。單片機系統(tǒng)包含了復位電路、程序燒寫電路、按鍵、LED 數(shù)碼管、蜂鳴器。為了使 LED數(shù)碼管有足夠的亮度，要求與它接口的電路能提供10～20mA的驅動電流，所以需要使用一片鎖存器74HCT573來驅動LED顯示器。

以上對本發(fā)明實施例所提供的一種光電式心率測量儀進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設計思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。