期性的脉动变化，所以它对光的反射和 衰减也是周期性脉动的，于是红外接收三极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变 化。故液流回心脏，组织半透明度则增大这种现象在人体组织较薄的 手指尖耳垂等部位最为明显。因此本设计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的手 指部位，经过手指组织的反射和衰减由装在该部位旁边的光敏三 检测原理是随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变当血液送到人体组织时， 组织的半透明度减小，当血射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟 电路的干扰。结构如图所示 图透射式光电传感器 光电传感器检测原理电式脉搏传感器按照光的接收方式可分为透射式和反射式种。其中透射式的发射光源与光 敏接收器件的距离相等并且对称布置，接收的是透射光，这种方法可较好地反映出心律的时 间关系。因此本系统采用了指套式的透能，它的特性是将光信号转换为电信号。在本设计中，红外接收三极管和红外发射二 极管相对摆放以获得最佳的指向特性。 从光源发出的光除被手指组织吸收以外，部分由血液漫反射返回，其余部分透射出来。 光尖。 光电传感器的结构 传感器由红外发光二级管和红外接收三极管组成。采用红外发光二极管作为光源 时，可基本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。红外接收三极管在红外光的照射下能 产生电征。 脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指 尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏 传感器的测量部位通常在人体指定律，物质在定波长处的吸光度和他的浓度成正比。 当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收反射衰减后，测量到的光强将在 定程度上反映了被照射部位组织的结构特征定律，物质在定波长处的吸光度和他的浓度成正比。 当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收反射衰减后，测量到的光强将在 定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指 尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏 传感器的测量部位通常在人体指尖。定律，物质在定波长处的吸光度和他的浓度成正比。 当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收反射衰减后，测量到的光强将在 定程度上反映了被照射部位组织的结构特征定律，物质在定波长处的吸光度和他的浓度成正比。 当恒定波长的光照射到人体组织上时，通过人体组织吸收反射衰减后，测量到的光强将在 定程度上反映了被照射部位组织的结构特征。 脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量高，而且指 尖厚度相对其他人体组织而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电式脉搏 传感器的测量部位通常在人体指尖。 光电传感器的结构 传感器由红外发光二级管和红外接收三极管组成。采用红外发光二极管作为光源 时，可基本抑制由呼吸运动造成的脉搏波曲线的漂移。红外接收三极管在红外光的照射下能 产生电能，它的特性是将光信号转换为电信号。在本设计中，红外接收三极管和红外发射二 极管相对摆放以获得最佳的指向特性。 从光源发出的光除被手指组织吸收以外，部分由血液漫反射返回，其余部分透射出来。 光电式脉搏传感器按照光的接收方式可分为透射式和反射式种。其中透射式的发射光源与光 敏接收器件的距离相等并且对称布置，接收的是透射光，这种方法可较好地反映出心律的时 间关系。因此本系统采用了指套式的透射型光电传感器，实现了光电隔离，减少了对后级模拟 电路的干扰。结构如图所示 图透射式光电传感器 光电传感器检测原理 检测原理是随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变当血液送到人体组织时， 组织的半透明度减小，当血液流回心脏，组织半透明度则增大这种现象在人体组织较薄的 手指尖耳垂等部位最为明显。因此本设计将红外发光二极管产生的红外线照射到人体的手 指部位，经过手指组织的反射和衰减由装在该部位旁边的光敏三管来接收其透射光并把它转 换成电信号。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的反射和 衰减也是周期性脉动的，于是红外接收三极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变 化。故只要把此电信号转换成脉冲并进行整形计数和显示，即可实时的测出脉搏的次数。 光电脉搏测量仪的结构 光电脉搏测量仪是利用光电传感器作为变换原件，把采集到的用于检测脉搏跳动的红外 光转换成电信号，用电子仪表进行测量和显示的装置。本系统的组成包括光电传感器信号 处理单片机电路数码显示电源等部分。 光电传感器 即将非电量红外光转换成电量的转换元件，它由红外发射二极管和接收三极管组成， 它可以将接收到的红外光按定的函数关系通常是线性关系转换成便于测量的物理量如 电压电流或频率等输出。 信号处理 即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路包括放大滤波整形等。 单片机电路 即利用单片机自身的定时中断计数功能对输入的脉冲电平进行运算得出心率包括 外部晶振外部中断等。 数码显示 即把单片机计算得出的结果用位数码管静态扫描来显示，便于直接准确无误的读出 数据。 电源 即向光电传感器信号处理单片机提供的电源，可以是的交流或直流的稳压电源。 工作原理 本设计采用单片机为控制核心，实现脉搏测量仪的基本测量功能。脉搏测量仪硬 件框图如下图所示 图脉搏测量仪的工作原理 当手指放在红外线发射二极管和接收三极管中间，随着心脏的跳动，血管中血液的流量 将发生变换。由于手指放在光的传递路径中，血管中血液饱和程度的变化将引起光的强度发 生变化，因此和心跳的节拍相对应，红外接收三极管的电流也跟着改变，这就导致红外接收 三极管输出脉冲信号。该信号经放大滤波整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机的外 部中断信号。单片机电路对输入的脉冲信号进行计算处理后把结果送到数码管显示。 硬件系统 控制器 本系统基于系列单片机来实现，因为系统没有其它高标准的要求，我们最终选择了 通用的比较普通单片机来实现系统设计。是美国公司生产的低电压高 性能的位单片机，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和 的随机存取数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容 标准指令系统，片内置通用位中央处理器和存储单元，功能强大 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 脉搏信号采集 目前脉搏波检测系统有以下几种检测方法光电容积脉搏波法液体耦合腔脉搏传感器 压阻式脉搏传感器以及应变式脉搏传感器。近年来，光电检测技术在临床医学应用中发展很 外部中断信号 光电传感 器 低通放大 器 比较器和振荡 器 单片机 数码显示 电路 外部晶振 快，这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰，具有很