CN105146864A - 一种报警手环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报警手环，涉及一种报警装置，包括可以防水的外壳和设置在外壳里的电压跟随器、依次连接的脉搏传感器、脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路；所述电压跟随器连接在脉搏传感器和信号幅度放大器之间；所述脉搏传感器包括为电路提供电源的蓄电池、与蓄电池连接的开关、与开关连接的稳压器IC1、与稳压器IC1的输出端连接的两个限流电阻分别为电阻R1和电阻R2；电阻R1连接红外线发射管LED1，电阻R2连接光敏电阻R17，光敏电阻R17接收红外线发射管LED1发射出的红外线光。

Description

一种报警手环

技术领域

本发明涉及一种报警装置，具体涉及一种报警手环。

背景技术

人体的脉搏与心率是一致的，因此只要测出脉搏数就可以测出相应的心率。临床上把体温、脉搏、呼吸、血压统称为生命体征。脉搏范围为每分钟60-100次，老年人较慢，为55到60次/分。当每分钟的脉搏数低于50次为心动过缓，高于160次为心动过速，过缓或过速都可能带来生命危险，对于心脏病人来说都是非常危险的，且心脏病有突发性，即使确定其有心脏病也无法预知什么时候会发病，对一些身体健康方面有问题，但是又不需要住院观察或长期治疗的人群来说，平时与常人无异，更有甚者一些突发性心脏病等患者在正常情况下医院根本无法确诊，这时一个可移动的测脉的报警手环非常必要。但目前，专业医疗结构使用的仪器不方便携带，市售的家庭用仪器也大多体积较大，而且不能随时检测生命体征。

此外，现在很多老人通常会单独外出，很多危险就发生在单独外出期间。很多时候老人因为各种原因突然失去心跳，但是周围人没有及时提供救助，而老人的亲属因为不在身边而无法及时救援，使用报警手环可以及时将老人的情况告知周围的人，方便大家根据报警内容采取相应的救援措施。

发明内容

本发明意在提供一种报警手环，以解决现有脉搏检测仪器体积大不方便携带的问题。

为解决以上问题，采取以下方案：

方案一：一种报警手环，包括可以防水的外壳和设置在外壳里的电压跟随器、依次连接的脉搏传感器、脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路；所述电压跟随器连接在脉搏传感器和信号幅度放大器之间；所述脉搏传感器包括为电路提供电源的蓄电池、与蓄电池连接的开关、与开关连接的稳压器IC1、与稳压器IC1的输出端连接的电阻R1和电阻R2；电阻R1连接红外线发射管LED1，电阻R2连接光敏电阻R17，光敏电阻R17接收红外线发射管LED1发射出的红外线光。

工作原理：

由红外光的特性，红外光透过人体细胞，却不易透过血液，将手腕放在红外线发射管LED1和光敏电阻R17之间，红外线发射管LED1发出的红外线通过手腕照射到光敏电阻R17上，由于手腕中血管的血流随着心脏的跳动而呈现脉动状态，照射到光敏电阻R17的照度也呈现忽强忽弱的变化。这就使光敏电阻R17的阻值也呈现出忽大忽小的变化状态。将光敏电阻R17的变化经过脉搏信号放大器放大后再经过信号幅度放大器将信号幅度放大，然后将增幅后的信号传递到显示报警电路，通过显示报警电路将光敏电阻R17阻值的变化与心脏的跳动同步显示出来，这便是人的心跳速率。

有益效果：

1.一种报警手环，外壳可以防水，体积小便于携带，戴在人的手上避免丢失，且可靠近脉搏较强劲的手腕处，有利于获得较强的脉搏信号，使测量准确性更高；用防水外壳，有效保护外壳内的电路不受浸水影响，此外还有避免人体汗液浸湿的作用。

2.外壳里设置有电压跟随器、依次连接的脉搏传感器、脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路；所述电压跟随器连接在脉搏传感器和信号幅度放大器之间；方便电压跟随器为信号幅度放大器提供稳定的电源电压；有利于脉搏传感器将接收到脉搏信号转换为电信号，然后依次通过脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路，将信号放大并增幅后再在显示报警电路中显示出来，有利于及时将异常脉搏信号进行显示报警。

3.脉搏传感器包括为电路提供电源的蓄电池、与蓄电池连接的开关、与开关连接的稳压器IC1、与稳压器IC1的输出端连接的两个限流电阻分别为电阻R1和电阻R2；电阻R1连接红外线发射管LED1，电阻R2连接光敏电阻R17，光敏电阻R17接收红外线发射管LED1发射出的红外线光；用蓄电池为整个电路提供电源，有利于对蓄电池进行充电，增加报警手环的使用时间；稳压器IC1保证为脉搏传感器提供稳定的电压，使红外线发射管LED1能够发射出稳定的红外线光，同时便于光敏电阻R17接收红外线光，避免因为红外线发射管LED1产生的红外线光不稳定造成光敏电阻R17接收产生阻值变化的情况，有效提高了脉搏传感器的灵敏度和精准度。

方案二：在方案一的基础上进一步，脉搏信号放大器包括与稳压器IC1的输出端连接的运算放大器IC21，运算放大器IC21的同相端通过电容C5耦接在电阻R2和光敏电阻R17之间，运算放大器IC21的负反馈上并联电阻R4和电容C2，运算放大器IC21的输出端直接连接运算放大器IC24的同相输入端，运算放大器IC24的负反馈并联电阻R6和电容C3；运算放大器IC24的输出端连接信号幅度放大器的同相输入端；有利于在稳压器IC1提供的稳定电压下，脉搏信号从运算放大器IC21的同相输入端进入后经过运算放大器IC21的放大后将信号传递至运算放大器IC24，经过第二次放大，有利于将信号进行有效放大。

方案三：在方案二的基础上进一步，所述信号幅度放大器的运算放大器IC23的同相输入端与运算放大器IC24的输出端连接，运算放大器IC23的正反馈上串联电阻R13，运算放大器IC23的反相输入端连接电压跟随器的输出端；运算放大器IC23输出端经过电容C9连接触发器IC3；触发器IC3连接N型场效应管VT1的栅极，N型场效应管VT1的漏极接地；N型场效应管VT1的源极连接所述显示报警电路；运算放大器IC24输出随着血流变化的信号至运算放大器IC23的同相输入端，运算放大器IC23将脉搏信号进一步放大，使其有足够的信号电压幅度去触发触发器IC3翻转，有利于将电压幅度增大到所需范围值。

方案四：在方案三的基础上进一步，电压跟随器包括与稳压器IC1的输出端连接的电阻R7，电阻R7连接运算放大器IC22的同相输入端；运算放大器IC22的反相输入端和输出端直接连接，运算放大器IC22输出端分别经过电阻R9和可调电阻R11连接运算放大器IC21的同相输入端和运算放大器IC23的反相输入端。

方案五：在方案三的基础上进一步，所述显示报警电路包括与N型场效应管VT1的源极连接的发光二极管LED2的阳极和压电蜂鸣器HTD的一端，发光二极管LED2串联电阻R16，发光二极管LED2的阴极和压电蜂鸣器的另一端连接稳压器IC1的输出端；当触发器IC3输出一个脉冲时，N型场效应管VT1导通，发光二极管LED2发光，通过LED2闪动就可显示出心率，与发光二极管LED2并联的压电蜂鸣器HTD可以产生声音指示，当心率异常时不仅可以通过发光二极管LED2的异常闪动发出报警提醒注意，还可以通过压电蜂鸣器HTD发出的不规则声音来发出报警提醒，有利于在佩戴者身边的人根据报警信息进行相应的急救操作。

附图说明

图1为本发明实施例的电路连接图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：红外线发射管LED1、发光二极管LED2、二极管VD1、N型场效应管VT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、可调电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、光敏电阻R17、电解电容C1、电容C2、电容C3、电解电容C4、电容C5、电解电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电解电容C11、稳压器IC1、运算放大器IC21、运算放大器IC22、运算放大器IC23、运算放大器IC24、触发器IC3、N型场效应管VT1、压电蜂鸣器HTD。

如图1所示，一种报警手环包括防水塑料制成的环状的外壳和设置在外壳里电压跟随器、依次电连接的脉搏传感器、脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路，电压跟随器连接在脉搏传感器和信号幅度放大器之间。

脉搏传感器包括与蓄电池正极连接的开关，与开关连接的电解电容C1的阳极和稳压器IC1输入端，稳压器IC1采用78L05，电解电容C1的阴极接地，稳压器IC1的输出端连接电解电容C11的阳极、电阻R1和电阻R2的一端；电解电容C11的阴极接地，电阻R1的另一端连接红外线发射管LED1的阳极，电阻R2连接光敏电阻R17的一端，红外线发射管LED1的阴极接地，光敏电阻R17的另一端接地。稳压器IC1输出5V电压，经电阻R1限流后向红外线发射管LED1提供稳定的工作电流，使红外线发射管LED1发出强度恒定的红外光。

脉搏信号放大器包括一端与稳压器IC1连接一端接地的运算放大器IC21，运算放大器IC21的同相端通过电容C5耦接在电阻R2和光敏电阻R17之间，运算放大器IC21的反相输入端连接电阻R3，电阻R3连接电解电容C4的阳极，电解电容C4的阴极接地。运算放大器IC21的负反馈上并联电阻R4和电容C2，运算放大器IC21的输出端连接运算放大器IC24的同相输入端，运算放大器IC24的反相输入端经过电阻R5连接电解电容C6的阳极，电解电容C6的阴极接地；运算放大器IC24的负反馈并联电阻R6和电容C3。

脉搏传感器捡拾到的脉搏信号由光敏电阻R17的上端输出，经过电容C5耦合到运算放大器IC21的同相输入端经放大并输出后直接耦合到运算放大器IC24的同相输入端，进行再一次的放大。电容C2和电容C3位抑制高增益放大器自激所加的抑制电容。

信号幅度放大器包括与运算放大器IC24的输出端连接电阻R12，电阻R12分别连接运算放大器IC23的同相输入端和电阻R13，电阻R13连接在运算放大器IC23的同相输入端和输出端之间；运算放大器IC23输出端连接的电容C9的一端，与电容C9另一端连接的二极管VD1的阳极、电阻R14的一端和触发器IC3的第2脚，二极管VD1的阴极与电阻R14的另一端、触发器IC3的第4脚和第8脚、电阻R15的一端、以及稳压器IC1的输出端连接；触发器IC3的第3脚连接N型场效应管VT1的栅极，N型场效应管VT1的漏极接地；触发器IC3的第7脚和第6脚连接在电阻R15的另一端和电容C10的一端之间，电容C10的另一端接地。

运算放大器IC24输出随着血流变化的信号至运算放大器IC23的同相输入端。运算放大器IC23将脉搏信号进一步放大，使其有足够的信号电压幅度去触发触发器IC3翻转。

电压跟随器包括与稳压器IC1的输出端连接的电阻R7，电阻R7连接运算放大器IC22的同相输入端、电阻R8的一端和电容C7的一端，电阻R8和电容C7的另一端接地；运算放大器IC22的反相输入端和输出端连接，运算放大器IC22输出端分别连接电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端耦接在电容C5和运算放大器IC21的同相输入端之间；电阻R10的另一端连接可调电阻R11的一端，可调电阻R11的另一端接地，可调电阻R11的可调端连接运算放大器IC23的反相输入端，电容C8连接在可调电阻R11的可调端与接地端之间。

显示报警电路包括与N型场效应管VT1的源极连接的电阻R16的一端和压电蜂鸣器HTD的一端，电阻R16的另一端连接发光二极管LED2的阴极，发光二极管LED2的阳极连接稳压器IC1的输出端和压电蜂鸣器HTD的另一端。

运算放大器IC21至IC24均采用LM324N。

电压跟随器将稳压器IC1输出的5V电压进行阻抗变换，降低电源内阻，向运算放大器IC21和运算放大器IC23提供稳定的参考电压，以确保报警手环的测量精度。运算放大器IC22输出的电压一路接在运算放大器IC21的同相输入端，为运算放大器IC21提供偏置电压，另一路通过电阻R10、电阻R11引入运算放大器IC23的反相输入端，与运算放大器IC23的同相输入端信号进行比较，当无光线照射光敏电阻R17时，运算放大器IC23的输出端输出为5V的高电平；当手腕放在上面时，运算放大器IC23同相输入端心动频率的脉冲，使运算放大器IC23输出与心率同步的负脉冲信号，此信号用来触发触发器IC3组成的单稳态触发器工作，使触发器IC3输出正脉冲驱动型。触发器IC3采用LM555，当触发器IC3的第3脚输出一个脉冲时，N型场效应管VT1导通，发光二极管LED2发光，通过LED2闪动就可显示出心率。与发光二极管LED2并联的压电蜂鸣器HTD可以产生声音指示。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种报警手环，其特征在于：包括可以防水的外壳和设置在外壳里的电压跟随器、依次连接的脉搏传感器、脉搏信号放大器、信号幅度放大器和显示报警电路；所述电压跟随器连接在脉搏传感器和信号幅度放大器之间；所述脉搏传感器包括为电路提供电源的蓄电池、与蓄电池连接的开关、与开关连接的稳压器IC1、与稳压器IC1的输出端连接的电阻R1和电阻R2；电阻R1连接红外线发射管LED1，电阻R2连接光敏电阻R17，光敏电阻R17接收红外线发射管LED1发射出的红外线光。

2.根据权利要求1所述的一种报警手环，其特征在于：脉搏信号放大器包括与稳压器IC1的输出端连接的运算放大器IC21，运算放大器IC21的同相端通过电容C5耦接在电阻R2和光敏电阻R17之间，运算放大器IC21的负反馈上并联电阻R4和电容C2，运算放大器IC21的输出端直接连接运算放大器IC24的同相输入端，运算放大器IC24的负反馈并联电阻R6和电容C3；运算放大器IC24的输出端连接信号幅度放大器的同相输入端。

3.根据权利要求2所述的报警手环，其特征在于：所述信号幅度放大器的运算放大器IC23的同相输入端与运算放大器IC24的输出端连接，运算放大器IC23的正反馈上串联电阻R13，运算放大器IC23的反相输入端连接电压跟随器的输出端；运算放大器IC23输出端经过电容C9连接触发器IC3；触发器IC3连接N型场效应管VT1的栅极，N型场效应管VT1的漏极接地；N型场效应管VT1的源极连接所述显示报警电路。

4.根据权利要求3所述的报警手环，其特征在于：电压跟随器包括与稳压器IC1的输出端连接的电阻R7，电阻R7连接运算放大器IC22的同相输入端；运算放大器IC22的反相输入端和输出端直接连接，运算放大器IC22输出端分别经过电阻R9和可调电阻R11连接运算放大器IC21的同相输入端和运算放大器IC23的反相输入端。

5.根据权利要求3所述的一种报警手环，其特征在于：所述显示报警电路包括与N型场效应管VT1的源极连接的发光二极管LED2的阳极和压电蜂鸣器HTD的一端，发光二极管LED2串联电阻R16，发光二极管LED2的阴极和压电蜂鸣器的另一端连接稳压器IC1的输出端。