CN109998499A - 一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置 - Google Patents

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杨益民
刘登辉
张松
杨琳
郝冬梅
李旭雯
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure

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Abstract

一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，属于脉搏波压检测另灵敏度技术领域，该装置用来检测脉搏波压电薄膜探头的灵敏度，将探头固定在振动源的上方，振动源通过PC端软件控制，利用电磁感应(继电器)原理生成连续、规律的方波振动信号，压电薄膜探头灵敏度由该探头测得的方波信号的幅值强弱来决定；该装置由振动部分、电源供电部分和PC端软件三部分组成，通过改变振动频率和幅值，产生不同的振动信号，从而提高对压电薄膜探头灵敏度检测的准确度。

Description

一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置
技术领域
本发明涉及一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，具体是一种可以产生频率和幅值近似于脉搏波的模拟方波信号，并用该信号对脉搏波压电薄膜探头灵敏度进行检测分析的装置。
背景技术
脉搏波压电薄膜探头是常见的用来测量脉搏波的传感器，该传感器通过紧贴测量点皮肤，将脉搏跳动的压力过程转换为电信号并输出，可以显示脉搏跳动的细微过程和周期。但是由于个人的体质差异，例如体型偏胖的人，相对于体型较瘦的人，由于体表脂肪过厚，导致手腕内侧的脉搏压力偏弱，因此对于脉搏波压电薄膜探头的灵敏度和探测的准确度要求就会高，所以需要一种装置来对探头的灵敏度进行测量和评估就极为重要。
发明内容
为了判断脉搏波压电薄膜探头灵敏度是否符合实际使用要求，本发明提供一种利用电磁感应原理检测脉搏波压电薄膜探头灵敏度的仪器，能够测量脉搏波压电薄膜探头灵敏度，并按照一定标准对探头灵敏度的高低进行划分。
一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，该装置由振动器、电源供电部分和PC端三部分组成。
振动器：振动主体壳(5)的中心为竖直的通孔，T型导磁柱(6)中的中间垂直柱自下而上伸入到振动主体壳(5)的通孔内，中间垂直柱与通孔的侧壁具有空隙，在T型导磁柱(6)的底盘上中间垂直柱下部的外侧套有环形磁体(7)，环形磁体(7)内侧面与中间垂直柱的外侧面具有间距；中间垂直柱的外侧面设有一层可自由上下滑动的纸壁，纸壁的外表面饶有螺旋的铜线圈(8)；铜线圈(8)会随着交变电流产生电磁感应而上下有规律的滑动，铜线圈(8)的上顶端低于振动主体壳(5)中心通孔的顶端，在振动主体壳(5)的上端面连接可随外表面饶有铜线圈的纸壁上下自由振动的圆型凸帽(4)，圆型凸帽(4)扣在振动主体壳(5)中心通孔上，且圆型凸帽(4)上端面凸起；在圆型凸帽(4)的四周设有脉搏波压电薄膜探头的固定装置(2)，固定装置(2)用于固定脉搏波压电薄膜探头，其固定的位置能够使得圆型凸帽(4)向上自由振动弹起时接触脉搏波压电探头的感应部分(3)；
用音频合成软件制作出频率在0.5-3Hz的仿脉搏波的音频方波信号，并将该音频信号通过音频放大电路传输到上述由扬声器改装的振动器上，即将该音频信号通过音频放大电路转换成交流电信号与铜线圈(8)连接，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；
铜线圈(8)经由滑动开关选择并联的不同电阻的多支路中的一支路进行连接，和交流交流电信号组成封闭的电路，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；将被检测的脉搏波压电薄膜探头固定在振动器的上方，并将探头的感应端与置于圆型凸帽(4)的上方，探头的另一端经转换装置，通过USB数据线连接到PC端电脑上，并由软件来记录信号波形，从而分析和判断压电薄膜探头的灵敏度。
其中，软件是将压电薄膜探头感应端获得的电信号转化成相应的波形图像，并显示出来；灵敏度的判断：分析由压电探头电信号绘制的波形图像，通过对比由标准探头获得的波形图像，来判断被测探头的灵敏度；具体是：在相同频率和相同电阻的条件下，即频率与幅值的仿脉搏波音频信号相同的条件下，被测探头绘制的波形幅值与标准探头的基准波形幅值进行对比，如果被测探头的波形幅值高于标准探头波形幅值，则说明探头灵敏度达到标准。
将脉搏波探头(1)固定在振动器(5)的探头固定部分上(2)，将脉搏波压电探头的感应部分(3)固定在振动器的圆型凸帽(4)上方；振动器内部由环形磁体(7)、铜线圈(8)和T型导磁柱(6)构成，当交流电信号同过铜线圈时，由于电磁感应原理，会使线圈产生与环形磁体相互作用的力，从而导致铜线圈产生有规律的垂直振动。
振动部分包括振动器和脉搏波压电薄膜探头固定部分。PC端软件可以根据所需，生成合适的方波振动信号；并可以接收脉搏波压电薄膜探头发送的数据，将其通过绘制波形的方式实时显示。
本发明振动器产生规律的单向振动，并且可以按要求改变振动频率和幅值。可以将脉搏波压电薄膜探头固定在振动源上方，并可以准确的将振动信号传递到脉搏波压电薄膜探头的感应端。
振动部分供电，并可以通过改变振动部分的输入电压和电阻对振幅进行微调，振幅范围在0.5cm以内。
通过PC端软件生成频率在0.5-3Hz的方波信号，控制振动器的振动频率。
本发明专利的有益效果是，可以对脉搏波压电薄膜探头的灵敏度用一定的科学标准进行检测，判断探头的功能是否达标。
附图说明
图1为本发明组成框图；
图2为本发明振动器结构图；
图3为控制/电源部分原理图；
图4为本发明流程图；
图5为一个具体的实施案的标准探头幅值和待测探头幅值的比较例图(标准探头相当于基准幅值，用来与被测探头的幅值的幅值进行对比，从而评价被测探头的灵敏度)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
在图1中，振动部分包括探头固定部分和振动器。探头固定部分负责将脉搏波压电薄膜探头固定在振动器的上方，使探头的感应端可以与振动器表面接触；振动器负责产生0.5-3Hz的超低
实施例1
本发明的技术方案是：用音频合成软件制作出频率在0.5-3Hz的仿脉搏波的音频方波信号，并将该音频信号通过音频放大电路传输到由扬声器改装的振动器，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；将被检测的脉搏波压电薄膜探头固定在振动器的上方，并将探头的感应端与振动器表面接触，通过分析压电薄膜探头传输到PC端软件的信号波形来分析和判断压电薄膜探头的灵敏度。
该装置用来检测脉搏波压电薄膜探头的灵敏度，将探头固定在振动源的上方，振动源通过PC端软件控制，利用电磁感应(继电器)原理生成连续、规律的方波振动信号，压电薄膜探头灵敏度由该探头测得的方波信号的幅值强弱来决定；该装置由振动部分、电源供电部分和PC端软件三部分组成，通过改变振动频率和幅值，产生不同的振动信号，从而提高对压电薄膜探头灵敏度检测的准确度。
频仿脉搏波振动。控制部分负责控制振动器的振动频率和幅值，使振动器产生规律的振动；电源部分负责为振动器进行供电。
在图1和图2中，该装置由振动器、电源供电部分和PC端三部分组成。
振动器：振动主体壳5的中心为竖直的通孔，T型导磁柱6中的中间垂直柱自下而上伸入到振动主体壳5的通孔内，中间垂直柱与通孔的侧壁具有空隙，在T型导磁柱6的底盘上中间垂直柱下部的外侧套有环形磁体7，环形磁体7内侧面与中间垂直柱的外侧面具有间距；中间垂直柱的外侧面设有一层可自由上下滑动的纸壁，纸壁的外表面饶有螺旋的铜线圈8；铜线圈8会随着交变电流产生电磁感应而上下有规律的滑动，铜线圈8的上顶端低于振动主体壳5中心通孔的顶端，在振动主体壳5的上端面连接可随外表面饶有铜线圈的纸壁上下自由振动的圆型凸帽4，圆型凸帽4扣在振动主体壳5中心通孔上，且圆型凸帽4上端面凸起；在圆型凸帽4的四周设有脉搏波压电薄膜探头的固定装置2，固定装置2用于固定脉搏波压电薄膜探头，其固定的位置能够使得圆型凸帽4向上自由振动弹起时接触脉搏波压电探头的感应部分3；
用音频合成软件制作出频率在0.5-3Hz的仿脉搏波的音频方波信号，并将该音频信号通过音频放大电路传输到上述由扬声器改装的振动器上，即将该音频信号通过音频放大电路转换成交流电信号与铜线圈8连接，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；当交流电信号同过铜线圈时，由于电磁感应原理，会使线圈产生与环形磁体相互作用的力，从而导致铜线圈产生有规律的垂直振动。
在图3中，电阻1到电阻10的阻值相同，通过改变滑动开关的位置，改变振动器串联的电阻数量，从而改变传入到振动器的电压幅值，进而控制振动器的振动幅值。
在图4中，软件首先会判断脉搏波压电薄膜探头是否与PC机连接，如果探头已经连接，就开始接收探头发送的数据，并对数据进行处理使之可以通过实时画图显示；接着对数据进行分析，对探头的灵敏度进行判断，并显示结果。
在图5中，某一具体的待测探头和标准探头的比较，被测探头获得的波形幅值高于标准探头的基准幅值，表明探头的灵敏度达标。
可以接收脉搏波压电薄膜探头发送的数据并将其绘制成波形实时显示，以及对探头的灵敏度高低进行分析判断；其中对探头的灵敏度高低进行评估是通过将探头测量的结果与标准探头测量的结果进行对比，如果测量结果高于标准探头的测量结果，则认为探头的灵敏度合格。

Claims (6)

1.一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，该装置由振动器、电源供电部分和PC端三部分组成；
振动器：振动主体壳(5)的中心为竖直的通孔，T型导磁柱(6)中的中间垂直柱自下而上伸入到振动主体壳(5)的通孔内，中间垂直柱与通孔的侧壁具有空隙，在T型导磁柱(6)的底盘上中间垂直柱下部的外侧套有环形磁体(7)，环形磁体(7)内侧面与中间垂直柱的外侧面具有间距；中间垂直柱的外侧面设有一层可自由上下滑动的纸壁，纸壁的外表面饶有螺旋的铜线圈(8)；铜线圈(8)会随着交变电流产生电磁感应而上下有规律的滑动，铜线圈(8)的上顶端低于振动主体壳(5)中心通孔的顶端，在振动主体壳(5)的上端面连接可随外表面饶有铜线圈的纸壁上下自由振动的圆型凸帽(4)，圆型凸帽(4)扣在振动主体壳(5)中心通孔上，且圆型凸帽(4)上端面凸起；在圆型凸帽(4)的四周设有脉搏波压电薄膜探头的固定装置(2)，固定装置(2)用于固定脉搏波压电薄膜探头，其固定的位置能够使得圆型凸帽(4)向上自由振动弹起时接触脉搏波压电探头的感应部分(3)；
用音频合成软件制作出频率在0.5-3Hz的仿脉搏波的音频方波信号，并将该音频信号通过音频放大电路传输到上述由扬声器改装的振动器上，即将该音频信号通过音频放大电路转换成交流电信号与铜线圈(8)连接，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；
铜线圈(8)经由滑动开关选择并联的不同电阻的多支路中的一支路进行连接，和交流交流电信号组成封闭的电路，该振动器可以将音频电信号转换成机械的垂直振动信号；将被检测的脉搏波压电薄膜探头固定在振动器的上方，并将探头的感应端与置于圆型凸帽(4)的上方，探头的另一端经转换装置，通过USB数据线连接到PC端电脑上，并由软件来记录信号波形，从而分析和判断压电薄膜探头的灵敏度。
2.按照权利要求1所述的一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，软件是将压电薄膜探头感应端获得的电信号转化成相应的波形图像，并显示出来。
3.按照权利要求1所述的一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，将脉搏波探头(1)固定在振动器(5)的探头固定部分上(2)，将脉搏波压电探头的感应部分(3)固定在振动器的圆型凸帽(4)上方；振动器内部由环形磁体(7)、铜线圈(8)和T型导磁柱(6)构成，当交流电信号同过铜线圈时，由于电磁感应原理，会使线圈产生与环形磁体相互作用的力，从而导致铜线圈产生有规律的垂直振动。
4.按照权利要求1所述的一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，通过改变电压或/和电阻对振幅进行微调，振幅范围在0.5cm以内。
5.按照权利要求1所述的一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，通过PC端软件生成频率在0.5-3Hz的方波信号，控制振动器的振动频率。
6.按照权利要求1所述的一种脉搏波压电薄膜探头灵敏度检测装置，其特征在于，采用装置进行灵敏度的判断的方法：分析由压电探头电信号绘制的波形图像，通过对比由标准探头获得的波形图像，来判断被测探头的灵敏度；具体是：在相同频率和相同电阻的条件下，即频率与幅值的仿脉搏波音频信号相同的条件下，被测探头绘制的波形幅值与标准探头的基准波形幅值进行对比，如果被测探头的波形幅值高于标准探头波形幅值，则说明探头灵敏度达到标准。
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