專利名稱：數(shù)字式呼吸位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特指一種用于臨床呼吸運(yùn)動(dòng)檢測的數(shù)字式呼吸位移傳感器。
背景技術(shù)：
在臨床醫(yī)學(xué)診斷中，經(jīng)常用到呼吸檢測裝置，目前常用的呼吸檢測裝置是利用電極式的胸腔阻抗掃描法來檢測呼吸運(yùn)動(dòng)，使用時(shí)將電極直接貼到被檢測者的皮膚上，這種呼吸檢測裝置正常工作時(shí)有微小的電流流過被檢測者的身體，但當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)則使被檢測者有觸電的危險(xiǎn)。另外，這種呼吸檢測裝置的信號(hào)處理比較復(fù)雜，而且長時(shí)間使用時(shí)，電極的固定部分容易和使用者的皮膚粘連在一起，使得常規(guī)的呼吸檢測監(jiān)護(hù)顯得很不方便，不利于常規(guī)呼吸監(jiān)護(hù)的推廣和普及。容易導(dǎo)致一些新生兒、普通病房的病人等在發(fā)生呼吸障礙時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于針對(duì)現(xiàn)有呼吸檢測裝置的不足之處而提供一種使用方便、且靈敏度和可靠性高的數(shù)字式呼吸傳感器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括檢測電容內(nèi)電極、導(dǎo)線，還包括有兩個(gè)分別設(shè)置在檢測電容內(nèi)電極上下端的檢測電容外電極，檢測電容內(nèi)電極和檢測電容外電極之間設(shè)置有軟質(zhì)的彈性材料，在軟質(zhì)彈性材料之間設(shè)置有與檢測電容內(nèi)電極、檢測電容外電極及導(dǎo)線相連的檢測電路，該檢測電路設(shè)置在電路板上，在檢測電容外電極的外面則松套有一層軟質(zhì)的保護(hù)套，所述的檢測電路由順序連接的電源輸入單元、電源處理單元、位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、輸出緩沖單元以及信號(hào)輸出單元構(gòu)成，其中，電源處理單元中的輸出端與檢測電容外電極相連，同時(shí)還與位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元相連。
作為本實(shí)用新型的技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的檢測電路的電源處理單元和信號(hào)輸出單元之間還連接有潮濕檢測單元電路。
作為本實(shí)用新型的技術(shù)方案的另一種改進(jìn)，所述的信號(hào)輸出單元輸出的是數(shù)字量的頻率，抗干擾能力強(qiáng)，而且非常容易和現(xiàn)代的電子電路連接處理。
作為本實(shí)用新型的技術(shù)方案的另一種改進(jìn)，所述的電源輸入單元和信號(hào)輸出單元集中在一數(shù)字式接口(USB)上。
當(dāng)對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案再進(jìn)一步改進(jìn)時(shí)，所述的電容電極可由柔軟的金屬材料制成。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型使用時(shí)不需要將電極直接貼在被檢測者的皮膚上，避免了觸電和電極與皮膚相粘連的情況；另外，使用時(shí)只需將本實(shí)用新型放在被檢測者的與胸腔正對(duì)的背部，象墊子一樣墊在身下(對(duì)于嬰幼兒)，或者象胸罩一樣固定在被檢測者的背部或胸腹部(對(duì)于成年人)，使用非常方便，而本實(shí)用新型外層的保護(hù)套以及設(shè)置在電容電極之間的彈性材料皆為軟質(zhì)材料，則使得被檢測者感覺非常舒適；最后，本實(shí)用新型是通過呼吸時(shí)導(dǎo)致的電容電極之間位移的變化、并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字頻率的電信號(hào)輸出來檢測呼吸運(yùn)動(dòng)的，不僅檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、輸出信號(hào)易于處理，而且由于是一體化設(shè)計(jì)，傳感部件和信號(hào)處理綜合到一起，并加有潮濕檢測，工作穩(wěn)定可靠。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本實(shí)用新型檢測電路的方框圖附圖3為本實(shí)用新型檢測電路的原理圖具體實(shí)施方式
以下所述僅為本實(shí)用新型的一種較佳實(shí)施方式，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
見附圖1至附圖3所示，本實(shí)用新型包括檢測電容內(nèi)電極10、導(dǎo)線20，還包括有兩個(gè)分別設(shè)置在檢測電容內(nèi)電極10上下端的檢測電容外電極30，在檢測電容外電極30和檢測電容內(nèi)電極10之間設(shè)置有軟質(zhì)的彈性材料40，在軟質(zhì)彈性材料40之間設(shè)置有與檢測電容內(nèi)電極10、檢測電容外電極30及導(dǎo)線20相連的檢測電路，該檢測電路設(shè)置在電路板50上，在檢測電容外電極30的外面則松套有一層軟質(zhì)的保護(hù)套60，所述的檢測電路由順序連接的電源輸入單元51、電源處理單元52、位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元53、輸出緩沖單元54以及信號(hào)輸出單元55構(gòu)成，其中，電源處理單元中的的輸出端與檢測電容外電極相連，同時(shí)還與位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元相連。電路方框圖中的ΔC捕捉單元即由這檢測電容內(nèi)電極10和檢測電容外電極30構(gòu)成，電路中的電子元件可用防水膠密封起來。
為了防止傳感器長期受潮，引發(fā)短路等現(xiàn)象，在所述的檢測電路的電源處理單元52和信號(hào)輸出單元55之間還連接有潮濕檢測單元電路56。
為方便與計(jì)算機(jī)連接，從而使用分析軟件來處理檢測信號(hào)，所述的電源輸入單元51和信號(hào)輸出單元55可共同采用一數(shù)字式接口(USB)。
為使本實(shí)用新型使用起來感覺更舒適，所述的電容電極30由柔軟的金屬材料制成。
下面簡述一下本實(shí)用新型的工作原理電源的電能從數(shù)字式接口USB的第3腳(VCC)輸入到電源處理部分52中的穩(wěn)壓器521中，為獲得較佳的穩(wěn)壓效果，該穩(wěn)壓器521可采用低壓差穩(wěn)壓器，經(jīng)過低壓差穩(wěn)壓器521穩(wěn)壓后的電信號(hào)從低壓差穩(wěn)壓器521的第5腳輸出，為整個(gè)電路供電。運(yùn)算放大器522及其周邊外圍元件產(chǎn)生固定的中點(diǎn)電位，該電位信號(hào)連接到檢測電容外電極30作為整個(gè)傳感器的屏蔽電位，同時(shí)此電位又作為位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元53的基準(zhǔn)電壓，由檢測電容內(nèi)電極10和檢測電容外電極30構(gòu)成呼吸檢測電容，此電容與531構(gòu)成的調(diào)頻多諧振蕩器組成位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元53，由位移和電信轉(zhuǎn)換單元53將呼吸檢測電容的電容量的變化以頻率調(diào)制的方法調(diào)制到輸出信號(hào)上，當(dāng)檢測電容的電極相對(duì)距離隨被檢測者的呼吸而產(chǎn)生變化時(shí)，檢測電容的電容量跟著產(chǎn)生變化[物理公式表示為C＝∑*(S/d)，及電容C和電極距離d構(gòu)成反比例函數(shù)]，再通過位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元對(duì)電容的充放電來將電容的變化量轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率的變化量[F＝1/(K*C)]，在運(yùn)算放大器531的輸出端得到頻率被調(diào)制的電壓信號(hào)(ΔF)，該頻率被調(diào)制的電壓信號(hào)由運(yùn)算放大器531的輸出端輸出，并進(jìn)入輸出緩沖電路54中的運(yùn)算放大器541輸入端，由于該輸出緩沖電路54的存在，其外部信號(hào)輸出單元的干擾(傳輸線上偶合的電信號(hào))對(duì)前端的位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元53的影響被隔離，同時(shí)降低了輸出線路的等效阻抗，并大大減輕了位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元53的負(fù)載，使得本實(shí)用新型有很高的穩(wěn)定性和抗干擾能力，最后，由呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)入到信號(hào)輸出單元55的輸入端(即數(shù)字式接口USB的第1腳)，由信號(hào)輸出單元55輸出數(shù)字式頻率信號(hào)，從而方便地監(jiān)測到被檢測者的呼吸運(yùn)動(dòng)。
另外，潮濕檢測單元由濕敏電阻和電壓比較器構(gòu)成。通過門限比較電壓的方法鑒別傳感器是否受潮、被尿濕等異常使用狀況，電路56中的運(yùn)算放大器561的輸出端接至信號(hào)輸出單元55的另一輸入端(即數(shù)字式接口USB的第2腳)，當(dāng)傳感器受潮時(shí)，運(yùn)算放大器561通過信號(hào)輸出單元55輸出的數(shù)字信號(hào)可傳到相應(yīng)的報(bào)警裝置中，使其提醒使用者注意。
權(quán)利要求1.數(shù)字式呼吸位移傳感器，包括檢測電容內(nèi)電極(10)、導(dǎo)線(20)，其特征在于還包括有兩個(gè)分別設(shè)置在檢測電容內(nèi)電極(10)上下端的檢測電容外電極(30)，在檢測電容外電極(30)和檢測電容內(nèi)電極(10)之間設(shè)置有軟質(zhì)的彈性材料(40)，在軟質(zhì)彈性材料(40)之間設(shè)置有與檢測電容內(nèi)電極(10)、檢測電容外電極(30)及導(dǎo)線(20)相連的檢測電路，該檢測電路設(shè)置在電路板(50)上，在檢測電容外電極(30)的外面則松套有一層軟質(zhì)的保護(hù)套(60)，所述的檢測電路由順序連接的電源輸入單元(51)、電源處理單元(52)、位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元(53)、輸出緩沖單元(54)以及信號(hào)輸出單元(55)構(gòu)成，其中，電源處理單元(52)中的(522)的輸出端與檢測電容外電極(30)相連，同時(shí)還與位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元(53)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式呼吸位移傳感器，其特征在于所述的檢測電路的電源處理單元(52)和信號(hào)輸出單元(55)之間還連接有潮濕檢測單元電路(56)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式呼吸位移傳感器，其特征在于所述的電源輸入單元(51)和信號(hào)輸出單元(55)集中在一數(shù)字式接口(USB)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一項(xiàng)所述的數(shù)字式呼吸位移傳感器，其特征在于所述的檢測電容外電極(30)由柔軟的金屬材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特指一種用于臨床呼吸運(yùn)動(dòng)檢測的數(shù)字式呼吸位移傳感器。它在檢測電極上下端分別檢測電容外電極，在檢測電容內(nèi)電極和檢測電容外電極之間設(shè)置有軟質(zhì)的彈性材料，在軟質(zhì)彈性材料之間設(shè)置有與檢測電容內(nèi)外電極及導(dǎo)線相連的檢測電路，該檢測電路設(shè)置在電路板上，在電容電極的外面則松套有一層軟質(zhì)的保護(hù)套，所述的檢測電路由順序連接的電源輸入單元、電源處理單元、位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、輸出緩沖單元以及信號(hào)輸出單元構(gòu)成，其中，電源處理單元的輸出端與檢測電容外電極相連，同時(shí)還與位移和電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元相連。本實(shí)用新型可直接輸出頻率量的數(shù)字信號(hào)，檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、便于擴(kuò)展移植和工作可靠，且使用方便和舒適。
文檔編號(hào)A61B5/113GK2610845SQ03225260
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者潘錢 申請(qǐng)人:潘錢