光电脉搏检测仪例子.docx

基本概念 基本概念: 光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量。 用 Φ 表示，单位为流明(Lm)。 单位面积上接受的光通量称为照度，用 E 表示，单位勒克司(Lx) E=Φ/S Φ－光通量(Lm) S－受照面积(㎡) 换算关系 1 勒克斯=1 流明的光通量均匀分布在 1 平方米面积上的照度 1 流明=发光强度为 1 坎德拉的点光源，在单位立体角内发射的光通量 1 勒克斯=发光强度为 1 坎德拉的点光源在半径为 1 米的球面上产生的光照度 采光照明上通常用 采光照明上通常用LX 表示: 计算公式：FNu/KSZ 公式中：F—光源的光通量（Lm） N—光源的数量 u—利用系数，在一般房间内并有较好的反射条件时，对漫射配光型灯 具取 0.3；对直射和半直射配光型灯具取 0.5；如房间的反射条件较差时，再将利 用系数乘以 0.9 修正 S—房间面积（平方米） K—减光系数，一般白炽灯取 0.3，荧光灯取 1.4 Z—平均照度与最低照度之比，灯具布置适宜时取 1.2 普通 220V 白炽灯光通量 灯泡功率W 15, 25, 40, 60, 100, 150, 200, 300, 500 光通量（Lm） 110, 220, 350 ,630 ,1250 ,2090 ,2920, 4610, 8300 普通 220V 荧光灯光通量 灯管功率W 8, 15, 20, 30, 40 , 100, 光通量（Lm) 370,580,970,1550,2400, 5500 普通 220V 聚光灯光通量灯泡功率 W 300 , 500 , 750 ,1000, 2000 光通量（Lm） 4850 ,8700 ,12400, 19500, 38400 国际单位制 国际单位制(SIE 单位制)的光度单位 光 度 量几 何 学 名称符号单位英文名 光强度 I 坎德拉 Candela(cd) 光照度 E 勒克斯 Lux(lx) 光亮度 L 尼特 Nit 光通量 φ流明 Lumen(lm) 光电脉搏信号检测电路 一、设计目的与意义脉搏的概念： 脉搏的广义内容包括心尖搏动波、动脉波和静脉波。其共同特点是频率甚低。 动脉脉搏为一般所说的脉搏，由心脏节律性地收缩和舒张引起主动脉中的容积和压力发生改变，从而使动脉管壁出现振动而产生的。脉搏产生后沿管壁向全身动脉传播，在身体浅表有动脉通过的部位，都可触摸到脉搏。所以动脉波的测量相对来说比较方便。 正常动脉波形如图。它由以下几个部分组成。上升支：在心室快速射血期， 动脉血压迅速上升，管壁被扩张，形成脉搏波形中的上升支；下降支：心室射血的后期。射血速度减慢，进入主动脉的血量少于由主动脉流向外周的血量，故被扩张的大动脉开始回缩，动脉血压逐渐降低，形成脉搏波形中下降支的前段。随后，心室舒张，动脉血压继续下降，形成下降支的其余部分。因为心室舒张时室内压下降，主动脉内的血液向心室方向返流。这一返流使主动脉瓣很快关闭。返流的血液使主动脉根部的容积增大，并且受到闭合的主动脉瓣阻挡，发生一个返折波，因此在降中峡的后面形成一个短暂的向上的小波，称为降中波。老年人或者高血压病人由于血管顺应性较差，所以降中波不明显或者消失。血管弹性不良而硬化时，上升及下降段也均呈陡峭状。 脉搏能反映心血管系统多方面的状态，如心跳的频率和节律、心脏的收缩力、血管充盈度、动脉管壁的弹性等等。所以脉搏的测定是一项重要的临床检查顶目。中医更将扪脉作为诊治疾病的主要方法。在中医现代化研究中，对脉搏的分析更为细致，可以分辨出迟脉、数脉、代脉、浮脉、弦脉、滑脉和涩脉等等。其中有 以频率之不同而区分的（如迟脉、数脉），有以节律区分的（如结脉、代脉），有以深浅和形态区分的（如弦脉、滑脉、涩脉）等。这就要求在设计脉搏传感器时， 要对其灵敏度、频响、拾取信号的方向等作认真的考虑。 二、系统设计 指端脉搏信息 指端脉搏信息 光电转换器 信号放大、滤波 示波器显示波形 光电转换器的设计： ①原理： 利用光电池的光生电流大小与被测光的照度成正比的特性，用光电池作为光电变换器件。 生物体组织对波长大于 600nm 的红光和近红外光线吸收的较少，透过较多。但是，血液却极易吸收这种光线，特别是对波长700-800nm 范围的光线，无论是氧和血红蛋白还是还原血红蛋白都能大量的吸收它。利用红外发光二极管照射手指尖部，因为指尖血管中血液容积变化体现动脉搏动情况，当血液充盈（容积变大）时，红光透过的少，否则透过的多。 利用光电池把透过指尖的光强变化转化为电压信号。 ②光电池的选择 脉搏波是低频微弱的生理信号，电路的核心元件光电探测器选用了灵敏度较高、响应快、转换效率高的硅光电池。硅光电池具有较小内阻的恒流源特性，当负载电阻小时，其光电流随入射光照度成好的线性变化关系，线性关系的范围