CN204797838U - 微位移传感器、微位移变化频率及呼吸频率检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微位移传感器、微位移变化频率及呼吸频率检测装置，属于检查呼吸器官的测量装置技术领域。该微位移传感器包括第一金属板、第二金属板、电容检测器、位移运算器，其能够检测到微小的相对位移值。该微位移变化频率检测装置用于对相对位移呈周期性变化的场合，包括该微位移传感器，微位移曲线绘制装置、计数器，其能够实现对微位移变化频率的检测。该呼吸频率检测装置是该微位移变化频率检测装置的一种用途，其适应性强；此外，将该呼吸频率检测装置用作人体呼吸频率检测装置时，无需介入人体，不会增加人体的痛苦。

Description

微位移传感器、微位移变化频率及呼吸频率检测装置

技术领域

本实用新型涉及检查呼吸器官的测量装置技术领域，特别是涉及一种微位移传感器、微位移变化频率及呼吸频率检测装置。

背景技术

在临床医学领域，有些时候需要检测危重病人的呼吸频率，但是，人体呼吸频率信号及其微弱，现有技术中，大多是在病人鼻孔前置棉絮，观察棉絮漂浮状态计数，从而判断病人的呼吸频率，应用这种方式对危重病人呼吸频率进行检测时，需要医护人员实时观察该危重病人的呼吸状况，不仅操作十分麻烦、费时费力，而且人力资源浪费极其严重。为了解决上述问题：

授权公告号为CN202665532U的中国实用新型公开了一种危重病人呼吸频率监测器。参见附图1，其包括鼻中隔夹01和漂浮瓣02，在鼻中隔夹01上设有计数器03，漂浮瓣02根部设有电极搭板04，电极搭板04与计数器03连接。应用时，将鼻中隔夹01夹在鼻中隔上，病人呼吸时，漂浮瓣02摆动使电极搭板04搭在计数器03上，计数器03显示数据即可。

该呼吸频率检测器虽然能够根据计数器03显示的数据得到危重病人的呼吸频率，但是，由于其在应用时，需要将鼻中隔夹01夹在危重病人的鼻中隔上，进一步增加了危重病人的痛苦。

申请公布号为CN102657530A的中国实用新型专利公开了一种基于距离域滤波的人体呼吸频率检测方法。其采取先对回波信号在一维距离域上做成像，在目标像两边做截取，去除成像区域中的背景噪声，仅保留有用的目标数据，然后利用傅里叶变换可以得到成像区域中人体的呼吸频率。该方法可快速实现测量人体呼吸频率的目的，通过距离域滤波的方法可以稳定地把呼吸信号在噪声中提取出来，可有效检测不同距离上多个振动点的信息，适于推广应用。

该人体呼吸频率检测方法虽然可快速实现测量人体呼吸频率的目的，但是，其需要应用生物雷达采集回波数据，并且，其主要用于探测未知区域中的生命体信息。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种微位移传感器、基于该微位移传感器的微位移变化频率检测装置，及应用该微位移变化频率检测装置的呼吸频率检测装置。该微位移传感器具有较高的灵敏度和检测精度；该微位移变化频率检测装置不仅应用该微位移传感器，还具有自动计数功能；该呼吸频率检测装置应用该微位移变化频率检测装置，无需介入人体，即可达到对人体呼吸频率进行检测的目的。从而更加适于实用。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供的微位移传感器的技术方案如下：

本实用新型提供的微位移传感器包括第一金属板、第二金属板、电容检测器、位移运算器，所述第一金属板和第二金属板构成平行板电容器，所述电容检测器用于实时探测所述平行板电容器的电容值，并将所述电容值实时发送至所述位移运算器，所述位移运算器用于运算并输出所述第一金属板和第二金属板之间的相对位移值。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

作为优选，所述电容检测器与所述位移运算器之间的通信方式为有线通信，或者，无线通信。

作为优选，所述电容检测器与所述位移运算器之间的通信接口设置于所述电容检测器，和/或，位移运算器上。

作为优选，所述有线通信接口选自RS-232、RS-485、USB、I2C、TWI、SPI、1WIRE、以太网接口中的一种；

所述无线通信方式选自蓝牙技术、Wi-Fi、4G，3G、GPRS、zigbee中的一种。

作为优选，所述电容检测器和位移运算器集成为一体。

为了达到上述第二个目的，本实用新型提供的微位移变化频率检测装置的技术方案如下：

本实用新型提供的微位移变化频率检测装置包括本实用新型提供的微位移传感器、微位移曲线绘制装置、计数器，

所述微位移传感器将检测到的微位移数据发送至所述微位移曲线绘制装置；

所述微位移曲线绘制装置用于绘制所述微位移曲线；

所述计数器用于输出单位时间内所述微位移曲线的周期数，即微位移变化频率。

作为优选，所述微位移变化频率检测装置还包括远程接口，所述远程接口设置于所述计数器上。

作为优选，所述微位移变化频率检测装置还包括智能终端，所述智能终端用于显示，和/或，播报所述位移变化频率值。

作为优选，微位移传感器、微位移曲线绘制装置、计数器可集成为一体。

为了达到上述第三个目的，本实用新型提供的呼吸频率检测装置的技术方案如下：

本实用新型提供的呼吸频率检测装置包括本实用新型提供的微位移变化频率检测器，所述第一金属板设置于人体的胸前，所述第二金属板设置于人体的背部，在人进行呼吸的过程中，所述第一金属板和第二金属板的间距作周期性变化。

作为优选，所述呼吸频率检测装置还包括背心，所述第一金属板和第二金属板设置于所述背心上，当人体穿着所述背心时，所述第一金属板紧贴所述人体的胸前，所述第二金属板紧贴所述人体的背部；所述第一金属板和第二金属板之间的电势差＜36V。

本实用新型提供的微位移传感器第一金属板和第二金属板构成的平行板电容器，由平行板电容器的计算公式(其中，ε—介电常数，S—两平行板正对面积，d—两平行板间距离，k—静电力常数)，可知，而电容检测器的分辨力可以达到pF、nF级，因此，应用本实用新型提供的微位移传感器，能够检测到微小的相对位移值。

本实用新型提供的微位移变化频率检测装置应用本实用新型提供的微位移传感器，通过对相对位移呈周期性变化的场合进行电容实时检测，并应用计数器计算周期性变化的电容的峰值数，能够实现对微位移变化频率的检测。

本实用新型提供的呼吸频率检测装置应用本实用新型提供的微位移变化频率检测装置，其中，第一金属板设置在人体的胸前，第二金属板设置于人体的背部，当人进行呼吸运动时，胸腔的气容量发生周期性变化，使得第一金属板和第二金属板件的间距做周期性变化，因此，能够通过该微位移频率检测装置对人的呼吸频率进行检测，适应性强。此外，将该呼吸频率从检测装置用作人体呼吸频率检测装置时，无需介入人体，不会增加人体的痛苦。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为授权公告号为CN202665532U的中国实用新型公开的危重病人呼吸频率监测器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的微位移传感器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的微位移传感器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三提供的微位移频率检测装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例四提供的微位移频率检测装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例五提供的微位移频率检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型为解决现有技术存在的问题，提供了一种微位移传感器、基于该微位移传感器的微位移变化频率检测装置，及应用该微位移变化频率检测装置的呼吸频率检测装置。该微位移传感器具有较高的灵敏度和检测精度；该微位移变化频率检测装置不仅应用该微位移传感器，还具有自动计数功能；该呼吸频率检测装置应用该微位移变化频率检测装置，无需介入人体，即可达到对人体呼吸频率进行检测的目的。从而更加适于实用。

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的微位移传感器、微位移变化频率及呼吸频率检测装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

实施例一

参见附图2，本实用新型实施例一提供的微位移传感器包括第一金属板1、第二金属板2、电容检测器3、位移运算器4，第一金属板1和第二金属板2构成平行板电容器，电容检测器3用于实时探测平行板电容器的电容值，并将电容值实时发送至位移运算器4，位移运算器4用于运算并输出第一金属板1和第二金属板2之间的相对位移值。

本实用新型提供的微位移传感器第一金属板1和第二金属板2构成的平行板电容器，由平行板电容器的计算公式(其中，ε—介电常数，S—两平行板正对面积，d—两平行板间距离，k—静电力常数)，可知，而电容检测器3的分辨力可以达到pF、nF级，因此，应用本实用新型提供的微位移传感器，能够检测到微小的相对位移值。

其中，电容检测器3与位移运算器4之间的通信方式为有线通信，或者，无线通信。可以根据该微位移传感器的实际应用条件选择不同的通信方式。在这种情况下，电容检测器3和位移运算器4之间是分体的，当其中一个器件损坏时，便于更换。

其中，电容检测器3与位移运算器4之间的通信接口设置于电容检测器3，和/或，位移运算器4上。此时，可以将通信接口设置在电容检测器3上，位移运算器4为有线；或者，将通信接口设置在位移运算器4上，电容检测器3为有线；或者，电容检测器3和位移运算器4上均设有通信接口，电容检测器3和位移运算器4之间的数据通过连接在电容检测器3、位移运算器4之间的数据线有线传输，或者，电容检测器3和位移运算器4之间的数据通过分别设置在在电容检测器3、位移运算器4上的无线通信接口传输。

其中，有线通信接口选自RS-232、RS-485、USB、I2C、TWI、SPI、1WIRE、以太网接口中的一种；无线通信方式选自蓝牙技术、Wi-Fi、4G，3G、GPRS、zigbee中的一种。

实施例二

参见附图3，与本实用新型实施例一提供的微位移传感器不同，本实用新型实施例二提供的微位移传感器中，电容检测器3和位移运算器4集成为一体。在这种情况下，本实用新型实施例二提供的微位移传感器的集成度更高，便于携带，并且，应用时无需现场组装。

实施例三

参见附图4，在本实用新型实施例一的基础上进行改进，本实用新型实施例三提供的微位移变化频率检测装置用于对相对位移呈周期性变化的场合，包括本实用新型实施例一或者实施例二提供的微位移传感器、微位移曲线绘制装置5、计数器6。其中，微位移传感器将检测到的微位移数据发送至微位移曲线绘制装置5；微位移曲线绘制装置5用于绘制微位移曲线；计数器6用于输出单位时间内微位移曲线的周期数，即微位移变化频率。

本实用新型提供的微位移变化频率检测装置应用本实用新型提供的微位移传感器，通过对相对位移呈周期性变化的场合进行电容实时检测，并应用计数器计算周期性变化的电容的峰值数，能够实现对微位移变化频率的检测。

实施例四

参见附图5，在本实用新型实施例三提供的微位移变化频率检测装置的基础上进行改进，本实用新型实施例四提供的微位移变化频率检测装置还包括远程接口8，本实施例中，远程接口8设置于计数器上。在这种情况下，微位移变化频率可以通过远程接口8传输至控制室，便于集中管理多台微位移变化频率检测装置。

实施例五

与本实用新型实施例四提供的微位移变化频率检测装置不同，本实用新型实施例五提供的微位移变化频率检测装置中，电容检测器3、位移运算器4、微位移曲线绘制装置5、计数器6集成为一体，此时，远程接口8由集成后的电容检测器3、位移运算器4、微位移曲线绘制装置5、计数器6加载。

实施例六

作为本发明实施例五提供的微位移变化频率检测装置的一种用途，本发明实施例六提供的呼吸频率检测装置包括本发明提供的微位移变化频率检测器，所述第一金属板1设置于人体的胸前，所述第二金属板2设置于人体的背部，在人进行呼吸的过程中，所述第一金属板1和第二金属板2的间距作周期性变化；所述第一金属板1和第二金属板2之间的电势差＜36V。之所以需要第一金属板1和第二金属板2之间的电势差＜36V，是因为36V是人体承受的安全电压。

本实用新型提供的呼吸频率检测装置应用本实用新型提供的微位移传感器，其中，第一金属板设置在人体的胸前，第二金属板设置于人体的背部，当人进行呼吸运动时，胸腔的气容量发生周期性变化，使得第一金属板和第二金属板件的间距做周期性变化，因此，能够通过该微位移频率检测装置对人的呼吸频率进行检测，适应性强。此外，将该呼吸频率检测装置用作人体呼吸频率检测装置时，无需介入人体，不会增加人体的痛苦。

实施例七

在本发明实施例六的基础上进行改进，本发明实施例七提供的呼吸频率检测装置还包括背心，所述第一金属板1和第二金属板2设置于所述背心上，当人体穿着所述背心时，所述第一金属板1紧贴所述人体的胸前，所述第二金属板2紧贴所述人体的背部。在这种情况下，第一金属板1和第二金属板2与可穿戴设备背心同时使用，使得该呼吸频率检测装置的使用更加方便。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微位移传感器，其特征在于，包括第一金属板、第二金属板、电容检测器、位移运算器，所述第一金属板和第二金属板构成平行板电容器，所述电容检测器用于实时探测所述平行板电容器的电容值，并将所述电容值实时发送至所述位移运算器，所述位移运算器用于运算并输出所述第一金属板和第二金属板之间的相对位移值。

2.根据权利要求1所述的微位移传感器，其特征在于，所述电容检测器与所述位移运算器之间的通信方式为有线通信，或者，无线通信。

3.根据权利要求2所述的微位移传感器，其特征在于，所述电容检测器与所述位移运算器之间的通信接口设置于所述电容检测器，和/或，位移运算器上。

4.根据权利要求2所述的微位移传感器，其特征在于，所述有线通信接口选自RS-232、RS-485、USB、I2C、TWI、SPI、1WIRE、以太网接口中的一种；

所述无线通信方式选自蓝牙技术Wi-Fi、4G，3G、GPRS、zigbee、中的一种。

5.根据权利要求1所述的微位移传感器，其特征在于，所述电容检测器和位移运算器集成为一体。

6.一种微位移变化频率检测装置，用于对相对位移呈周期性变化的场合，其特征在于，包括权利要求1～5中任一所述的微位移传感器、微位移曲线绘制装置、计数器，

所述微位移传感器将检测到的微位移数据发送至所述微位移曲线绘制装置；

所述微位移曲线绘制装置用于绘制所述微位移曲线；

所述计数器用于输出单位时间内所述微位移曲线的周期数，即微位移变化频率。

7.根据权利要求6所述的位移变化频率检测装置，其特征在于，还包括远程接口，所述远程接口设置于所述计数器上。

8.根据权利要求7所述的位移变化频率检测装置，其特征在于，还包括智能终端，所述智能终端用于显示，和/或，播报所述位移变化频率值。

9.一种呼吸频率检测装置，其特征在于，包括权利要求8所述的微位移变化频率检测器，所述第一金属板设置于人体的胸前，所述第二金属板设置于人体的背部，在人进行呼吸的过程中，所述第一金属板和第二金属板的间距作周期性变化；所述第一金属板和第二金属板之间的电势差＜36V。

10.根据权利要求9所述的呼吸频率检测装置，其特征在于，还包括背心，所述第一金属板和第二金属板设置于所述背心上，当人体穿着所述背心时，所述第一金属板紧贴所述人体的胸前，所述第二金属板紧贴所述人体的背部。