CN105877758A - 一种心冲击图信号记录仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种心冲击图信号记录仪，包括心冲击图信号采集系统、心冲击图信号分析系统和通讯模块。心冲击图信号采集系统包括心冲击图信号收集传导装置和极低频微振动信号感应器；心冲击图信号收集传导装置通过振动收集面板能够收集心冲击引起的振动信号，通过心冲击图信号收集传导装置传递至极低频微振动信号感应器，极低频微振动信号感应器将振动信号转换成电信号，传输至心冲击图信号分析系统；心冲击图信号分析系统对所接收到的信号进行运算分析处理，通信模块将冲击信号运算处理系统处理好的数据上传。本发明产品结构简单，成本低廉，灵敏度高，体积小，准确、高效、方便的记录心冲击图信号，对心冲击图信号(属于极低频振动信号)的全覆盖。

Description

一种心冲击图信号记录仪
【技术领域】
本发明涉及心冲击图信号处理领域，具体涉及一种心冲击图信号记录仪。
【背景技术】
心脏的搏动与冲击，可以引起人身体一系列周期性的振动，通过灵敏的仪器把这些信号记录下来，形成波形图，再通过观察波形图诊断人体疾病，即是心冲击图学的由来。早在1877年就有文献记录有关心脏搏动能引起身体震动的记载，在二十世经中期心冲击图学研究达到高潮，但受制于当时科学技术相对较差，造成记录仪器的笨重，操作复杂，无法准确、高效、方便的制作出心冲击图。导致该时期后的相关研究越来越少，而相关的心脏检查由心脏B超，心电图等方法进行检查。近年来，随着科学技术的发展，特别是关键元器件精度和计算机运算能力的提高，心冲击图信号检测设备的研制再度成为世界性热点，但到目前为止并没有非常成熟的产品出现。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，为实现上述目的，本发明提出准确、高效、方便的记录心冲击图信号的一种心冲击图信号记录仪。
一种心冲击图信号记录仪，包括心冲击图信号采集系统、心冲击图信号分析系统和通讯模块，所述心冲击图信号采集系统包括心冲击图信号收集传导装置和极低频微振动信号感应器，所述心冲击图信号收集传导装置包括振动收集面板、传导片以及为该振动收集面板提供支撑、安装支持的底座，传导片安装固定在振动收集面板的底面；振动收集面板与底座连接，形成底座对振动收集面板周边的均匀支撑，且振动收集面板的底面与底座形成一个腔体A；所述极低频微振动信号感应器包括振动接收片、压电薄膜传感片和用于支撑振动接收片呈中空状的支架，所述振动接收片为碳纤材料、玻纤材料、金属材料、塑料板材等片状材料，这些材料应具有高抗拉强度，高弹性模量，抗蠕变性强，并能有效对0.1Hz～1000Hz的振动作出响应。振动接收片与支架配合连接，形成支架对振动接收片周边的均匀支撑，振动接收片的底面与支架内的通孔形成一个腔体B，所述压电薄膜传感片平贴在振动接收片底面上；所述支架设置在腔体A内，传导片的上表面与振动收集面板的底面固定连接，传导片的下表面与振动接收片的顶面相接触；
心冲击图信号收集传导装置通过振动收集面板能够收集心冲击引起的振动信号，并通过心冲击图信号收集传导装置集中传递至极低频微振动信号感应器，极低频微振动信号感应器将振动信号转换成电信号，传输至心冲击图信号分析系统；心冲击图信号分析系统对所接收到的信号进行放大、滤波、分析、整理、AD转换，并进行运算分析处理，生成包括状态、冲击强度以及呼吸等各种心冲击数据；通信模块将冲击信号运算处理系统处理好的数据上传至上位机。
作为优选，所述振动收集面板的四周边沿设有连接部，以及在底座上设有与该连接部相配合连接的结合部；所述底座上设有空腔A，该空腔A是由结合部所环绕而成；当振动收集面板与底座配合连接时，底座对振动收集面板周边的均匀支撑，将振动收集面板覆盖在底座上的空腔A上，使得振动收集面板的底面与底座上的空腔A内壁面之间形成一个腔体A，为极低频微振动信号感应器的安装以及振动收集面板的上下振动留有足够的空间。
作为优选，所述振动收集面板边沿的连接部呈平面、楔形面或者台阶面，且底座上的结合部上也设有相应地平面、楔形面或者台阶面，使得振动收集面板边沿的连接部能够嵌置入底座上的结合部内，而且保证振动收集面板的底面与底座上的内壁面之间具有足够的空间。
作为优选，所述极低频微振动信号感应器设置于腔体A内的中心位置，所述传导片固定设置在振动收集面板底面的中心位置，是为将振动收集面板所感应到的信号进行有效收集，放大，过滤和传递。
作为优选，所述支架内的环形通孔的上部为台阶孔或者倒台形孔，振动接收片嵌置入该台阶孔内或者倒台形孔，振动接收片的边沿能够与支架的台阶孔或者倒台形孔内壁相互贴合。
作为优选，所述振动接收片的顶面与支架的上表面相互平齐。
作为优选，所述支架是采用塑料或金属等材质制成的，所述支架的横截面呈圆环形或者中空矩形，所述振动接收片的横截面呈圆形、矩形或者多边形。
作为优选，所述振动收集面板是一块能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出响应的、且具备一定机械性能的抗蠕变板材；所述振动收集面板能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出有效响应，该振动收集面板所采用材质包括有各种纤维板、玻璃、金属、木材、塑料等。
作为优选，所述振动收集面板的横截面呈圆形状、矩形状或者多边形状。
作为优选，所述传导片是呈矩形状、圆形状或者多边形状。也可以呈中空矩形状、中空圆形状或者中空多边形状。所述传导片是片状也可以是柱状。
作为优选，上位机包括手机等移动终端、通用/专用计算机、服务器、云计算平台等。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明产品结构简单，成本低廉，灵敏度高，体积小，而且能够准确、高效、方便的记录心冲击图信号，实现对心冲击图信号(属于一种极低频振动信号)的全覆盖。本发明中的心冲击图信号收集传导装置基本设计原理是通过底座对振动收集面板周边实现均匀支撑，使振动收集面板能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动作出有效响应和收集，由传导片将振动信号进行集中，放大，过滤，并传导给相应的极低频微振动信号感应器。
另外，本发明中极低频微振动信号感应器的基本设计原理为，当振动接收片接收到纵向的振动信号时，随振动信号作出相应的形变，紧贴振动接收片的压电薄膜传感片也随之变形而产生相应电信号。由于极低频微振动信号感应器采用上述设计结构能够灵敏地感应到极低频段(0.1Hz～1000Hz)的微振动信号。而且可以广泛地应用于工业振动，心冲击信号振动的检测。
【附图说明】
图1-1为本发明中心冲击图信号采集系统的结构示意图。
图1-2为本发明中心冲击图信号分析系统、通讯模块以及与上位机的连接结构示意图。
图2为图1中A处局部放大结构的第一种示意图。
图3为图1中A处局部放大结构的第二种示意图。
图4为图1中A处局部放大结构的第三种示意图。
图5为本发明中第一种极低频微振动信号感应器的结合状态结构示意图。
图6为图5中分离状态结构示意图。
图7为本发明中第二种极低频微振动信号感应器的结合状态结构示意图。
图8为图7中分离状态结构示意图。
图9为本发明中第三种极低频微振动信号感应器的结合状态结构示意图。
图10为图9中分离状态结构示意图。
附图标注：振动接收片1，支架2，通孔3，振动收集面板4，连接部41，传导片5，底座6，腔体A61，结合部62，极低频微振动信号感应器7，心冲击图信号分析系统8，通讯模块9，上位机10。
【具体实施方式】
如图1～10所示，本发明提供一种心冲击图信号记录仪的具体实施例，如图1-1和图1-2中所示，该心冲击图信号记录仪包括心冲击图信号采集系统、心冲击图信号分析系统8和通讯模块9，所述心冲击图信号采集系统包括心冲击图信号收集传导装置和极低频微振动信号感应器7，所述心冲击图信号收集传导装置包括振动收集面板4、传导片5以及为该振动收集面板4提供支撑、安装支持的底座6，传导片5安装固定在振动收集面板4的底面；振动收集面板4与底座6连接，形成底座6对振动收集面板4周边的均匀支撑，且振动收集面板4的底面与底座6形成一个腔体A61；所述极低频微振动信号感应器7包括振动接收片1、压电薄膜传感片和用于支撑振动接收片1呈中空状的支架2，所述振动接收片1为碳纤材料、玻纤材料、金属材料、塑料板材等片状材料，这些材料应具有高抗拉强度，高弹性模量，抗蠕变性强，并能有效对0.1Hz～1000Hz的振动作出响应。所述振动接收片1与支架2配合连接，形成支架2对振动接收片1周边的均匀支撑，振动接收片1的底面与支架2内的通孔3形成一个腔体B。所述压电薄膜传感片平贴在振动接收片1底面上；所述支架2设置在腔体A61内，传导片5的上表面与振动收集面板4的底面固定连接，传导片5的下表面与振动接收片1的顶面相接触。
如图1-2所示，所述心冲击图信号收集传导装置通过振动收集面板4能够收集心冲击引起的振动信号，并通过心冲击图信号收集传导装置集中传递至极低频微振动信号感应器7，极低频微振动信号感应器7将振动信号转换成电信号，，传输至心冲击图信号分析系统8；心冲击图信号分析系统8对所接收到的信进行放大、滤波、分析、整理、AD转换，并进行运算分析处理，生成包括状态、冲击强度以及呼吸等各种心冲击数据；通信模块9将冲击信号运算处理系统处理好的数据上传至上位机10。
如图2～4所示，所述振动收集面板4的四周边沿设有连接部41，以及在底座6上设有与该连接部41相配合连接的结合部62；所述底座6上设有空腔A，该空腔A是由结合部62所环绕而成；当振动收集面板4的连接部41与底座6上的结合部62配合连接时，底座6对振动收集面板4周边的均匀支撑，将振动收集面板4覆盖在底座6上的空腔A上，使得振动收集面板4的底面与底座6上的空腔A内壁面之间形成一个腔体A61，为极低频微振动信号感应器7的安装以及振动收集面板4的上下振动留有足够的空间。
所述振动收集面板4边沿的连接部41呈平面、楔形面或者台阶面，且底座6上的结合部62上也设有相应地楔形面或者台阶面，使得振动收集面板4边沿的连接部41能够嵌置入底座6上的结合部62内，而且保证振动收集面板4的底面与底座6上的内壁面之间具有足够的空间。
所述极低频微振动信号感应器7设置于腔体A61内的中心位置，所述传导片5固定设置在振动收集面板4底面的中心位置，是为将振动收集面板4所感应到的信号进行有效收集，放大，过滤和传递。
如图5～10所示，所述支架2内的环形通孔3的上部为台阶孔或者倒台形孔，振动接收片1嵌置入该台阶孔内或者倒台形孔，振动接收片1的边沿能够与支架2的台阶孔或者倒台形孔内壁相互贴合。所述振动接收片1的顶面与支架2的上表面相互平齐。所述支架2是采用塑料或金属等材质制成的，所述支架2的横截面呈圆环形、中空矩形或者中空多边形，所述振动接收片1的横截面呈圆形、矩形或者多边形。所述振动收集面板4是一块能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出响应的、且具备一定机械性能的抗蠕变板材；所述振动收集面板4能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出有效响应，该振动收集面板4所采用材质包括有各种纤维板、玻璃、金属、木材、塑料等。所述振动收集面板4的横截面呈圆形状、矩形状或者多边形状。所述传导片5是呈矩形状、圆形状或者多边形状。也可以呈中空矩形状、中空圆形状或者中空多边形状。作为优选，所述传导片5是片状也可以是柱状。所述传导片5能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出有效响应，且具有抗压抗变形性能，该传导片5所采用材质包括有各种纤维板、玻璃、金属、木材、塑料等。
所述上位机10包括手机等移动终端、通用/专用计算机、服务器、云计算平台等。
本发明产品结构简单，成本低廉，灵敏度高，体积小，而且能够准确、高效、方便的记录心冲击图信号，实现对心冲击图信号(属于一种极低频振动信号)的全覆盖。本发明中的心冲击图信号收集传导装置基本设计原理是通过底座6对振动收集面板4周边实现均匀支撑，使振动收集面板4能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动作出有效响应和收集，由传导片5将振动信号进行集中，放大，过滤，并传导给相应的极低频微振动信号感应器7。
另外，本发明中极低频微振动信号感应器7的基本设计原理为，当振动接收片1接收到纵向的振动信号时，随振动信号作出相应的形变，紧贴振动接收片1的压电薄膜传感片也随之变形而产生相应电信号。由于极低频微振动信号感应器7采用上述设计结构能够灵敏地感应到极低频段(0.1Hz～1000Hz)的微振动信号。而且可以广泛地应用于工业振动，心冲击信号振动的检测。

Claims (9)

1.一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，包括心冲击图信号采集系统、心冲击图信号分析系统和通讯模块，所述心冲击图信号采集系统包括心冲击图信号收集传导装置和极低频微振动信号感应器；
所述心冲击图信号收集传导装置包括振动收集面板、传导片以及为该振动收集面板提供支撑、安装支持的底座，传导片安装固定在振动收集面板的底面；振动收集面板与底座连接，形成底座对振动收集面板周边的均匀支撑，且振动收集面板的底面与底座形成一个腔体A；
所述极低频微振动信号感应器包括振动接收片、压电薄膜传感片和用于支撑振动接收片呈中空状的支架，所述振动接收片为碳纤材料片、玻纤材料片、金属材料片或者塑料板材；振动接收片与支架配合连接，形成支架对振动接收片周边的均匀支撑，振动接收片的底面与支架内的通孔形成一个腔体B，所述压电薄膜传感片平贴在振动接收片底面上；所述支架设置在腔体A内，传导片的上表面与振动收集面板的底面固定连接，传导片的下表面与振动接收片的顶面相接触；
心冲击图信号收集传导装置通过振动收集面板能够收集心冲击引起的振动信号，并通过心冲击图信号收集传导装置集中传递至极低频微振动信号感应器，极低频微振动信号感应器将振动信号转换成电信号，传输至心冲击图信号分析系统；心冲击图信号分析系统对所接收到的信号进行放大、滤波、分析、整理、AD转换，并运算分析处理，生成包括状态、冲击强度以及呼吸各种心冲击数据；通信模块将冲击信号运算处理系统处理好的数据上传至上位机。
2.根据权利要求1中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述振动收集面板的四周边沿设有连接部，以及在底座上设有与该连接部相配合连接的结合部；所述底座上设有空腔A，该空腔A是由结合部所环绕而成；当振动收集面板的连接部与底座上的结合部配合连接时，将振动收集面板覆盖在底座上的空腔A上，使得振动收集面板的底面与底座上的空腔A内壁面之间形成一个腔体。
3.根据权利要求2中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述振动收集面板边沿的连接部呈平面、楔形面或者台阶面，且底座上的结合部上也设有相应地平面、楔形面或者台阶面。
4.根据权利要求1或2中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述极低频微振动信号感应器设置于腔体A内的中心位置，所述传导片固定设置在振动收集面板底面的中心位置。
5.根据权利要求4中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述支架内的环形通孔的上部为台阶孔或者倒台形孔，振动接收片嵌置入该台阶孔内或者倒台形孔，振动接收片的边沿能够与支架的台阶孔或者倒台形孔内壁相互贴合。
6.根据权利要求4中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述支架是采用塑料或金属等材质制成的，所述支架的横截面呈圆环形、中空矩形或者中空多边形，所述振动接收片的横截面呈圆形、矩形或者多边形。
7.根据权利要求1或2中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述振动收集面板是一块能够对0.1Hz～1000Hz的纵向振动信号作出响应的、且具备机械性能的抗蠕变板材。
8.根据权利要求8中所述的一种心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述振动收集面板的横截面呈圆形状、矩形状或者多边形状。
9.根据权利要求1或2中所述的心冲击图信号记录仪，其特征在于，所述传导片是呈矩形状、圆形状、多边形状；或者传导片是呈中空矩形状、中空圆形状、中空多边形状；所述传导片是片状或者柱状。
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