CN204950951U - 呼吸信号检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了呼吸信号检测装置，包括单片机、正弦波信号源发生器、隔直放大器、V/I变换电路、仪表放大器、全波整流电路和带通滤波器，所述V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，V/I变换电路还连接隔直放大器，仪表放大器还连接全波整流电路；所述单片机同时连接正弦波信号源发生器和A/D转换器，在A/D转换器和全波整流电路之间还连接带通滤波器；所述隔直放大器连接在V/I变换电路和正弦波信号源发生器之间。本实用新型通过上述原理，无需使用传感器也能观察到清晰稳定的呼吸阻抗曲线，且在检测过程中接触电阻对测量信号的干扰，进一步提高了测量数据的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及重症监护领域，具体涉及呼吸信号检测装置。
背景技术
20世纪70年代具有的单一功能的监护设备问世以来,它就逐步得到了临床监护的广泛应用。但单一功能的监护设备由于其监护功能的局限性,已经远不能满足临床应用的需要,严重制约了医院对广大危重病人的救护。进入90年代,随着传感技术和电子技术的发展,监护参数不断增多,由过去的单一参数监护发展为多参数监护。比如由单一的心电监护、血压监护、血氧饱和度监护,逐步发展成为包括心电、呼吸、血压、血氧饱和度、体温、呼吸末二氧化碳、心输出量及麻醉气体分析等在内的多参数监护仪,这些设备正在医院临床的诊断中发挥着积极的作用。如今在对呼吸信号进行检测的过程中需要辅助使用传感器才能测得呼吸阻抗曲线，且现有检测装置在使用过程中接触电阻对测量信号产生负面影响，影响最终测量呼吸信号检测的准确性。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供呼吸信号检测装置，该检测装置无需使用传感器也能观察到清晰稳定的呼吸阻抗曲线，且在检测过程中接触电阻对测量信号的干扰，进一步提高了测量数据的准确性。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：呼吸信号检测装置，包括单片机、正弦波信号源发生器、隔直放大器、V/I变换电路、仪表放大器、全波整流电路和带通滤波器，所述V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，V/I变换电路还连接隔直放大器，仪表放大器还连接全波整流电路；所述单片机同时连接正弦波信号源发生器和A/D转换器，在A/D转换器和全波整流电路之间还连接带通滤波器；所述隔直放大器连接在V/I变换电路和正弦波信号源发生器之间。通过单片机控制正弦波信号源发生器得到50kHz的正弦波信号源,通过隔直放大器滤除正弦信号的直流分量后,将信号经过交流放大后就得到标准的50kHz的正弦波信号源,再通过V/I变换电路就可以得到50kHz的1mA的正弦波恒流源。将此恒流源施加在人体胸腔上,从测量电极两端得到的是一个被呼吸信号调制的高频调幅信号,再利用仪表放大器对检测信号进行放大,然后利用全波整流电路对高频调幅信号进行解调,检出高频信号幅值变化的包络线,该包络线即为随阻抗变化的信号,最后让阻抗变化信号通过0.08Hz~10Hz的带通滤波器,滤除直流分量和高频杂波干扰,就可以得到呼吸信号的原型,将呼吸信号数字化后,利用在嵌入式计算机***中作进一步的处理就可获得呼吸信号。该装置无需额外辅助使用其他传感器也能够观察到清晰稳定的呼吸阻抗曲线，该装置中的V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，采用四电极恒流驱动方法进行，大大减小了接触电阻对测量呼吸信号的影响，提高了测量结果的准确度。
所述单片机的型号为C8051F020。该单片机是Cygnal出的一种混合信号***级单片机。片内含CIP－51的CPU内核，它的指令***与MCS－51完全兼容。其中的C8051F020单片机含有64kB片内Flash程序存储器，4352B的RAM、8个I／O端口共64根I／O口线、一个12位A／D转换器和一个8位A／D转换器以及一个双12位D／A转换器、2个比较器、5个16位通用定时器、5个捕捉／比较模块的可编程计数／定时器阵列、看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器等部分。C8051F020单片机支持双时钟，其工作电压范围为2．7～3．6V（端口I/O,RST和JTAG引脚的耐压为5V）。与以前的51系列单片机相比，C8051F020增添了许多功能，同时其可靠性和速度也有了很大提高，该装置中使用该型号的单片机能提高呼吸信号检测的数度。
所述正弦波信号源发生器的型号为AD9833。此波形发生器可以产生任意波形的周期信号，能灵活控制信号的频率幅值，相位，并在很宽的范围内快速切换频率，具有高分辨输出，运用DDS技术构建频率信号源，可获得连续精确调整的信号频率，幅值相位控制方便，存储容量大；AWG占微机***资源少，提高装置的反应速度。
所述仪表放大器的型号为PCA206。该型号的仪表放大器已完全能够满足需要。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、该装置中的V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，采用四电极恒流驱动方法进行，大大减小了接触电阻对测量呼吸信号的影响，提高了测量结果的准确度。
2、该装置无需额外辅助使用其他传感器也能够观察到清晰稳定的呼吸阻抗曲线。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述，本实用新型的实施例不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实用新型包括单片机、正弦波信号源发生器、隔直放大器、V/I变换电路、仪表放大器、全波整流电路和带通滤波器，所述V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，V/I变换电路还连接隔直放大器，仪表放大器还连接全波整流电路；所述单片机同时连接正弦波信号源发生器和A/D转换器，在A/D转换器和全波整流电路之间还连接带通滤波器；所述隔直放大器连接在V/I变换电路和正弦波信号源发生器之间。
通过单片机控制正弦波信号源发生器得到50kHz的正弦波信号源,通过隔直放大器滤除正弦信号的直流分量后,将信号经过交流放大后就得到标准的50kHz的正弦波信号源,再通过V/I变换电路就可以得到50kHz的1mA的正弦波恒流源。将此恒流源施加在人体胸腔上,从测量电极两端得到的是一个被呼吸信号调制的高频调幅信号,再利用仪表放大器对检测信号进行放大,然后利用全波整流电路对高频调幅信号进行解调,检出高频信号幅值变化的包络线,该包络线即为随阻抗变化的信号,最后让阻抗变化信号通过0.08Hz~10Hz的带通滤波器,滤除直流分量和高频杂波干扰,就可以得到呼吸信号的原型,将呼吸信号数字化后,利用在嵌入式计算机***中作进一步的处理就可获得呼吸信号。该装置无需额外辅助使用其他传感器也能够观察到清晰稳定的呼吸阻抗曲线，该装置中的V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，采用四电极恒流驱动方法进行，大大减小了接触电阻对测量呼吸信号的影响，提高了测量结果的准确度。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上优选如下：所述单片机的型号为C8051F020。该单片机是Cygnal出的一种混合信号***级单片机。片内含CIP－51的CPU内核，它的指令***与MCS－51完全兼容。其中的C8051F020单片机含有64kB片内Flash程序存储器，4352B的RAM、8个I／O端口共64根I／O口线、一个12位A／D转换器和一个8位A／D转换器以及一个双12位D／A转换器、2个比较器、5个16位通用定时器、5个捕捉／比较模块的可编程计数／定时器阵列、看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器等部分。C8051F020单片机支持双时钟，其工作电压范围为2．7～3．6V（端口I/O,RST和JTAG引脚的耐压为5V）。与以前的51系列单片机相比，C8051F020增添了许多功能，同时其可靠性和速度也有了很大提高，该装置中使用该型号的单片机能提高呼吸信号检测的数度。
所述正弦波信号源发生器的型号为AD9833。此波形发生器可以产生任意波形的周期信号，能灵活控制信号的频率幅值，相位，并在很宽的范围内快速切换频率，具有高分辨输出，运用DDS技术构建频率信号源，可获得连续精确调整的信号频率，幅值相位控制方便，存储容量大；AWG占微机***资源少，提高装置的反应速度。
所述仪表放大器的型号为PCA206。该型号的仪表放大器已完全能够满足需要。
如上所述便可实现该实用新型。
Claims (4)
1.呼吸信号检测装置，其特征在于：包括单片机、正弦波信号源发生器、隔直放大器、V/I变换电路、仪表放大器、全波整流电路和带通滤波器，所述V/I变换电路和仪表放大器上均设置两个电极用于连接人体腔体，V/I变换电路还连接隔直放大器，仪表放大器还连接全波整流电路；所述单片机同时连接正弦波信号源发生器和A/D转换器，在A/D转换器和全波整流电路之间还连接带通滤波器；所述隔直放大器连接在V/I变换电路和正弦波信号源发生器之间。
2.根据权利要求1所述的呼吸信号检测装置，其特征在于：所述单片机的型号为C8051F020。
3.根据权利要求1所述的呼吸信号检测装置，其特征在于：所述正弦波信号源发生器的型号为AD9833。
4.根据权利要求1所述的呼吸信号检测装置，其特征在于：所述仪表放大器的型号为PCA206。
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| CN105054935A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-11-18 | 成都汉康信息产业有限公司 | 呼吸信号检测终端 |
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2015
- 2015-09-15 CN CN201520710593.0U patent/CN204950951U/zh not_active Expired - Fee Related
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