CN209186704U - 高精度磁场探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高精度磁场探测器，包括探测器本体、第一磁场强度采集模块、第二磁场强度采集模块、控制单元和警示单元；还包括磁场强度减法器和比较器，第一磁场强度采集模块输出端连接磁场强度减法器第一输入端，第二磁场强度采集模块连接磁场强度减法器第二输入端，磁场强度减法器输出端连接比较器第一输入端，比较器第二输入端连接控制单元的磁场强度差阈值输出端，比较器输出端连接控制单元的I/O接口，控制单元连接警示单元。该磁场探测器结构简单，能够消除环境磁场因素的对磁场探测造成的干扰误差，从而提高了探测的准确性。

Description

高精度磁场探测器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种高精度磁场探测器。

背景技术

随着医疗技术的发展，胶囊式内窥镜在消化道类疾病的诊断中受到了越来越广泛的应用，因此，胶囊在人体内的滞留性问题也成为人们迫切担忧的问题。目前探测胶囊位置的技术手段主要有三种，第一种是X射线探测法，通过人体照射X射线进行探测，该方法设备复杂，主要由X射线发生装置、设备支撑装置、过滤板等部分组成；第二种是无线探测法，该方法主要是通过无线射频传输技术实现对胶囊的探测，只需使用胶囊和对应的接收设备即可检测，但在胶囊电池电量耗尽的情况下无法探测；第三种是磁场探测法：在胶囊内部放置一永磁体，待胶囊吞入人体后，在体外使用特定的磁场探测器进行探测。

X射线探测法主要是利用X射线成像的基本原理，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织、胶囊结构之间密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时，由于被吸收的程度不同使得到达胶片上的X线量有差异，就形成了明暗对比不同的影像，通过该影像可以清楚地看到人体内是否存在胶囊状物体，从而实现对胶囊的探测。无线探测法主要利用无线射频技术，其工作原理是：胶囊向外发射一定频率的信号，外部接收器收到这一信号后与之建立通信连接。

磁场探测法工作原理是利用霍尔效应，通过敏感元件的磁性能把外部磁场的变化转换成电信号，以此来检测磁场的大小。

X射线探测法虽然诊断率高，但其设备结构复杂，成本昂贵，且对人体会造成辐射伤害，不利于频繁检测；无线探测法存在的最大缺陷就是在胶囊电池电量耗尽之后，无法进行检测；磁场探测法虽然检测设备简单、无辐射，但因胶囊尺寸较小，其内部永磁体磁场大小有限，再加上进入人体后磁场的衰减，可探测到的磁场强度总体偏弱，这要求磁场探测器具有较高的测试精度。

现目前市场上的磁场探测器多种多样，如申请号为CN201620932604.4所公开的胶囊内窥镜探测器，该胶囊内窥镜探测器通过多传感器阵列面板、信号处理装置等进行磁场探测，在探测过程中无辐射产生，有利于对人体进行健康探测，结构简单，使用方便，能够提供实时检测，易于帮助使用者获取所需的信息，且探测结果较为精确。然而精度的提高，又容易受到大地磁场的干扰，造成误测，因此胶囊内窥镜探测器的探测精度仍然是需要解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高精度磁场探测器。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种高精度磁场探测器，包括探测器本体、第一磁场强度采集模块、第二磁场强度采集模块、控制单元和警示单元，所述第一磁场强度采集模块设置于所述探测器本体工作时相距检测物体的近端，所述第二磁场强度采集模块设置于所述探测器本体工作时相距待检测物体的远端；

还包括磁场强度减法器和比较器，所述第一磁场强度采集模块输出端连接所述磁场强度减法器第一输入端，所述第二磁场强度采集模块连接所述磁场强度减法器第二输入端，所述磁场强度减法器输出端连接所述比较器第一输入端，所述比较器第二输入端连接所述控制单元的磁场强度差阈值输出端，所述比较器输出端连接所述控制单元的I/O接口，所述控制单元连接所述警示单元。

该磁场探测器结构简单，通过第一磁场强度采集模块、第二磁场强度采集模块、减法器和比较器的设置，能够消除环境磁场因素的对磁场探测造成的干扰误差，从而提高了探测的准确性。

进一步的，所述第一磁场强度采集模块和第二磁场强度采集模块均为三轴磁场强度采集模块，所述磁场强度减法器包括X轴磁场强度减法器、Y轴磁场强度减法器和Z轴磁场强度减法器，所述比较器包括第一比较器、第二比较器和第三比较器；

所述第一磁场强度采集模块的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述X轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述X轴磁场强度减法器的第二输入端，所述X 轴磁场强度减法器输出端连接所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述控制单元的X轴磁场强度差阈值输出端，所述第一比较器的输出端连接一或门的第一输入端；

所述第一磁场强度采集模块的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Y轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Y轴磁场强度减法器的第二输入端，所述Y 轴磁场强度减法器输出端连接所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接所述控制单元的Y轴磁场强度差阈值输出端，所述第二比较器的输出端连接所述或门的第二输入端；

所述第一磁场强度采集模块的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Z轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Z轴磁场强度减法器的第二输入端，所述Z 轴磁场强度减法器输出端连接所述第三比较器的第一输入端，所述第三比较器的第二输入端连接所述控制单元的Z轴磁场强度差阈值输出端，所述第三比较器的输出端连接所述或门的第三输入端；

所述或门输出端连接所述控制单元的I/O接口。

从磁场的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向三个方面对磁场强度进行比较，使得探测结果更加准确。

进一步的，所述第一磁场强度采集模块包括至少一个磁传感器，所述第二磁场强度采集模块包括一个磁传感器。

进一步的，所述减法器和比较器集成于所述控制单元内，这减小了该磁场探测器的体积，更便于操作。

进一步的，所述探测器本体包括手柄和探测端，所述第二磁场强度采集模块设置于手柄上，所述第一磁场强度采集模块设置于探测端。

进一步的，还包括运行指示灯，所述运行指示灯连接所述控制单元。

优选的，所述警示单元包括蜂鸣器和/或示警灯。

本实用新型的有益效果是：该磁场探测器消除环境磁场因素的对探测造成的干扰误差，从而提高探测的准确性，解决了普通磁场探测器由于地磁的干扰无法检测出小于地磁强度的磁体的局限。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是高精度磁场探测器的结构示意图；

图2是高精度磁场探测器的原理框图；

图3是优选实施例的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种高精度磁场探测器，包括探测器本体、第一磁场强度采集模块3、第二磁场强度采集模块5、控制单元4和警示单元，第一磁场强度采集模块3设置于探测器本体工作时相距检测物体的近端，第二磁场强度采集模块5设置于探测器本体工作时相距检测物体的远端。

还包括磁场强度减法器和比较器，第一磁场强度采集模块3输出端连接磁场强度减法器第一输入端，第二磁场强度采集模块5连接磁场强度减法器第二输入端，磁场强度减法器输出端连接比较器第一输入端，比较器第二输入端连接控制单元4的磁场强度差阈值输出端，比较器输出端连接控制单元4的I/O 接口，控制单元4连接警示单元，警示单元优选为蜂鸣器6和/或示警灯。

该磁场探测器还包括运行指示灯9，电源开关7、清零开关8等，运行指示9灯连接控制单元4，当该磁场控测器正常工作时，该运行指示灯9亮起。当然还包括有电池11和电量指示灯10，电池11为该磁场探测器供电，电量指示灯10与控制单元4连接，实时显示电池11的电量情况。

当第一磁场强度采集模块3所采集的磁场强度信号与第二磁场强度采集模块5所采集的磁场强度信号经过减法器处理后得到的差值大于磁场强度差阈值时，比较器输出高电平给到控制单元4，控制单元4控制警示单元发出警示，表明检测到磁信号。当用于检测磁控胶囊是否滞留在人体内时，此时，探测器本体包括手柄和探测端，所述第二磁场强度采集模块设置于手柄2上，这里手柄2对应于探测器本体工作时相距检测物体的远端，第一磁场强度采集模块设置于探测端1，这里探测端1对应于探测器本体工作时相距检测物体的近端，当警示单元发出警示时，说明测量范围内有磁控胶囊，证明磁控胶囊还滞留在人体内。减法器和比较器可集成于控制单元4内。

作为本实施例的优选方案，第一磁场强度采集模块3和第二磁场强度采集模块5均为三轴磁场强度采集模块，磁场强度减法器包括X轴磁场强度减法器、 Y轴磁场强度减法器和Z轴磁场强度减法器，比较器包括第一比较器、第二比较器和第三比较器。

如图3所示，第一磁场强度采集模块3的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接X轴磁场强度减法器的第一输入端，第二磁场强度采集模块5的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接X轴磁场强度减法器的第二输入端，X轴磁场强度减法器输出端连接第一比较器的第一输入端，X轴磁场强度减法器输出端输出的为第一磁场强度采集模块3与第二磁场强度采集模块5在X轴方向上的磁场强度差值ΔHx,第一比较器的第二输入端连接控制单元4的X轴磁场强度差阈值输出端，第一比较器的输出端连接一或门的第一输入端。

第一磁场强度采集模块3的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接Y轴磁场强度减法器的第一输入端，第二磁场强度采集模块5的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接Y轴磁场强度减法器的第二输入端，Y轴磁场强度减法器输出端连接第二比较器的第一输入端，Y轴磁场强度减法器输出端输出的为第一磁场强度采集模块3与第二磁场强度采集模块5在Y轴方向上的磁场强度差值ΔHy,第二比较器的第二输入端连接控制单元4的Y轴磁场强度差阈值输出端，第二比较器的输出端连接或门的第二输入端。

第一磁场强度采集模块3的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接Z轴磁场强度减法器的第一输入端，第二磁场强度采集模块5的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接Z轴磁场强度减法器的第二输入端，Z轴磁场强度减法器输出端连接第三比较器的第一输入端，Z轴磁场强度减法器输出端输出的为第一磁场强度采集模块3与第二磁场强度采集模块5在Z轴方向上的磁场强度差值ΔHz,第三比较器的第二输入端连接控制单元4的Z轴磁场强度差阈值输出端，第三比较器的输出端连接或门的第三输入端。

或门输出端连接控制单元4的I/O接口。

当ΔHx大于X轴磁场强度差阈值时，第一比较器输出高电平，当ΔHx小于X轴磁场强度差阈值时，第一比较器输出低电平；当ΔHy大于Y轴磁场强度差阈值时，第二比较器输出高电平，当ΔHy小于Y轴磁场强度差阈值时，第二比较器输出低电平；当ΔHz大于Z轴磁场强度差阈值时，第三比较器输出高电平，当ΔHz大于Z轴磁场强度差阈值时，第三比较器输出低电平。当ΔHx,ΔHy,ΔHz中任意一项大于与其对应的轴向上磁场强度差阈值时，或门输出高电平，判定在测量范围内有磁控胶囊。

本实施例中，第一磁场强度采集模块3包括至少一个磁传感器，如三个，均匀设置于探测器本体探测端1，每个磁传感器之间距离按具体情况来设置，第二磁场强度采集模块5包括一个磁传感器。磁传感器优选但不限于为型号为 STLSM303D的三轴磁传感器，控制单元4优选但不限于为51单片机。当第一磁场强度采集模块3中的任意一个磁传感器所采集的磁场强度信号满足上述要求时，控制单元4均控制警示单元发出警示，表明检测到磁信号，测量范围内有磁控胶囊。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高精度磁场探测器，其特征在于，包括探测器本体、第一磁场强度采集模块、第二磁场强度采集模块、控制单元和警示单元，所述第一磁场强度采集模块设置于所述探测器本体工作时相距检测物体的近端，所述第二磁场强度采集模块设置于所述探测器本体工作时相距待检测物体的远端；

还包括磁场强度减法器和比较器，所述第一磁场强度采集模块输出端连接所述磁场强度减法器第一输入端，所述第二磁场强度采集模块连接所述磁场强度减法器第二输入端，所述磁场强度减法器输出端连接所述比较器第一输入端，所述比较器第二输入端连接所述控制单元的磁场强度差阈值输出端，所述比较器输出端连接所述控制单元的I/O接口，所述控制单元连接所述警示单元。

2.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，所述第一磁场强度采集模块和第二磁场强度采集模块均为三轴磁场强度采集模块，所述磁场强度减法器包括X轴磁场强度减法器、Y轴磁场强度减法器和Z轴磁场强度减法器，所述比较器包括第一比较器、第二比较器和第三比较器；

所述第一磁场强度采集模块的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述X轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的X轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述X轴磁场强度减法器的第二输入端，所述X轴磁场强度减法器输出端连接所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端连接所述控制单元的X轴磁场强度差阈值输出端，所述第一比较器的输出端连接一或门的第一输入端；

所述第一磁场强度采集模块的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Y轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的Y轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Y轴磁场强度减法器的第二输入端，所述Y轴磁场强度减法器输出端连接所述第二比较器的第一输入端，所述第二比较器的第二输入端连接所述控制单元的Y轴磁场强度差阈值输出端，所述第二比较器的输出端连接所述或门的第二输入端；

所述第一磁场强度采集模块的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Z轴磁场强度减法器的第一输入端，所述第二磁场强度采集模块的Z轴磁场强度信号寄存器的输出端连接所述Z轴磁场强度减法器的第二输入端，所述Z轴磁场强度减法器输出端连接所述第三比较器的第一输入端，所述第三比较器的第二输入端连接所述控制单元的Z轴磁场强度差阈值输出端，所述第三比较器的输出端连接所述或门的第三输入端；

所述或门输出端连接所述控制单元的I/O接口。

3.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，所述第一磁场强度采集模块包括至少一个磁传感器，所述第二磁场强度采集模块包括一个磁传感器。

4.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，所述减法器和比较器集成于所述控制单元内。

5.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，所述探测器本体包括手柄和探测端，所述第二磁场强度采集模块设置于手柄上，所述第一磁场强度采集模块设置于探测端。

6.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，还包括运行指示灯，所述运行指示灯连接所述控制单元。

7.根据权利要求1所述的高精度磁场探测器，其特征在于，所述警示单元包括蜂鸣器和/或示警灯。