CN105769201A - 基于仪表放大器的口鼻气流监测电路 - Google Patents

基于仪表放大器的口鼻气流监测电路 Download PDF

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李海峰
杨峰
李跃勇
杨振娜
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Abstract

本发明公开了一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，包括基准源U1、压力传感器U3、仪表放大器U4和滤波电路；其中基准源U1为压力传感器U3提供电源，压力传感器U3的两个输出引脚分别通过电阻R3和R5连接仪表放大器U4的引脚2和引脚3；所述的仪表放大器U4的引脚1和引脚8通过电阻R1串联在一起，所述的电阻R6用于控制仪表放大器U4的放大倍数；所述的仪表放大器U4的引脚6连接滤波电路。通过本发明提供的监测电路能更精准的监测到气流的变化，并计算出精准的压力，为监测人体口鼻气流变化提供精确的采集数据。

Description

基于仪表放大器的口鼻气流监测电路
技术领域
本发明涉及一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路。
背景技术
阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）是一种睡眠呼吸疾病，临床表现有夜间睡眠打鼾伴呼吸暂停和白天嗜睡。由于呼吸暂停引起反复发作的夜间低氧和高碳酸血症，可导致高血压，冠心病，糖尿病和脑血管疾病等并发症及交通事故，甚至出现夜间猝死。
由于OSAHS是一种有潜在致死性的睡眠呼吸疾病，因此对于OSAHS的监测就十分有必要，OSAHS发生时主要是因为阻塞了气流进入人体，所以要加强对口鼻气流的精确监测。
发明内容
为了加强对于OSAHS的监测，本发明提供了一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，能够更精确的监测到气流的变化，并可以计算出精准的压力。
本发明采用的技术方案为：一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，包括基准源U1、压力传感器U3、仪表放大器U4和滤波电路；其中基准源U1为压力传感器U3提供电源，压力传感器U3的两个输出引脚分别通过电阻R3和R5连接仪表放大器U4的引脚2和引脚3；所述的仪表放大器U4的引脚1和引脚8通过电阻R1串联在一起，所述的电阻R6用于控制仪表放大器U4的放大倍数；所述的仪表放大器U4的引脚6连接滤波电路。
进一步，所述的电阻R7和电阻R8分别与电阻R3和电阻R5串联并接地，所述的电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R8对压力传感器的输出进行分压处理。
进一步，所述的滤波电路由电阻R4和电容C8组成低通滤波电路。
本发明产生的有益效果是：通过本发明提供的监测电路能更精准的监测到气流的变化，并计算出精准的压力，为监测人体口鼻气流变化提供精确的采集数据。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明是一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，该电路包括基准源U1、压力传感器U3、仪表放大器U4和滤波电路。
如图1所示，为了得到更精准的压力输出，在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变，在此为压力传感器U3提供了一个由基准源U1产生的电压作为其电源。基准源U1的Vin引脚连接电源V3.3，电源V3.3通过电容C1接地滤波；Vout引脚连接电源V3.0，电源V3.0通过电容C2接地滤波，引脚GND直接接地。基准源U1的输出引脚Vout连接压力传感器U3的引脚3，为其提供了一个由基准源产生的电压作为其电源，压力传感器U3的引脚2和引脚4分别连接电阻R3和电阻R5，引脚1通过电阻R6接地。压力传感器U3选用MPXV10系列的压力传感器，此传感器具有高精度，灵敏度高，极好的线性输出等特点，很适合用于监测人体的口鼻气流变化，特别是人在睡眠中气流十分微弱中使用。
压力传感器U3的引脚2和引脚4分别通过电阻R3和电阻R5连接仪表放大器U4的引脚2和引脚3，且引脚2和引脚3还分别连接电阻R7和电阻R8接地。由于压力传感器U3的输出具有偏移量，VOFF=20mV，在仪表放大器U4输入前需要对压力传感器U3进行调零处理，在这里选用电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R8对压力传感器U3的输出进行分压处理，保证在没有人体口鼻气流只在大气压下压力传感器U3的经仪表放大后为0。
由于睡眠中人体呼吸信号及其微弱，在暂停和低通气时就更加微弱，且在睡眠中人体是不会相对静止的，还存在翻身动作，这就需要高共模抑制比，高输入阻抗，低噪声、低线性误差的、低失调电压漂移的仪表放大器来进行信号的放大。仪表放大器U4采用INA333芯片，作为一款低功耗的、零漂移、轨到轨输出的仪表放大器，对于微弱电信号的放大具有良好的效果，很适合用于睡眠中人体的口鼻气流的放大，放大倍数通过电阻R1进行调节。电阻R1串联在仪表放大器U4的引脚1和引脚8之间，仪表放大器U4的引脚4接地、引脚5连接电源V1.25、引脚7连接电源V3.3，其中引脚7还分别连接极性电容C5和电容C6并接地。
考虑到人体的呼吸频率最大只到40次／分，在进行A/D采样前还需要对放大的信号进行滤波，滤波电路采用标准的RC低通滤波，由电阻R4和电容C8组成低通滤波电路，低通滤波频率通过公式f=1/（2πRC）进行计算。

Claims (3)

1.一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，其特征在于：包括基准源U1、压力传感器U3、仪表放大器U4和滤波电路；其中基准源U1为压力传感器U3提供电源，压力传感器U3的两个输出引脚分别通过电阻R3和R5连接仪表放大器U4的引脚2和引脚3；所述的仪表放大器U4的引脚1和引脚8通过电阻R1串联在一起，所述的电阻R6用于控制仪表放大器U4的放大倍数；所述的仪表放大器U4的引脚6连接滤波电路。
2.根据权利要求1所述的一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，其特征在于：所述的电阻R7和电阻R8分别与电阻R3和电阻R5串联并接地，所述的电阻R3、电阻R5、电阻R7和电阻R8对压力传感器的输出进行分压处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于仪表放大器的口鼻气流监测电路，其特征在于：所述的滤波电路由电阻R4和电容C8组成低通滤波电路。
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