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紅外脈搏傳感器
HKG-07系列紅外脈搏傳感器
1、引言
人體心室周期性的收縮和舒張導(dǎo)致主動(dòng)脈的收縮和舒張，使血流壓力以波的形式從主動(dòng)脈根部開始沿著整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息，很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。
傳統(tǒng)的脈搏測(cè)量采用脈診方式，中醫(yī)脈象診斷技術(shù)就是脈搏測(cè)量在中醫(yī)上卓有成效的應(yīng)用，但是受人為的影響因素較大，測(cè)量精度不高。無(wú)創(chuàng)測(cè)量（noninvasive measurements）又稱非侵入式測(cè)量或間接測(cè)量，其重要特征是測(cè)量的探測(cè)部分不侵入機(jī)體，不造成機(jī)體創(chuàng)傷，通常在體外，尤其是在體表間接測(cè)量人體的生理和生化參數(shù)。
生物醫(yī)學(xué)傳感器是獲取生物信息并將其轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量和處理信號(hào)的一個(gè)關(guān)鍵器件。HKG-07系列紅外脈搏傳感器是根據(jù)光電容積法制成的脈搏傳感器，通過(guò)對(duì)手指末端透光度的監(jiān)測(cè)，間接檢測(cè)出脈搏信號(hào)，HKG-07系列紅外脈搏傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)損傷、可重復(fù)好等優(yōu)點(diǎn)。
2、HKG-07系列紅外脈搏傳感器的原理和結(jié)構(gòu)
2.1 HKG-07系列紅外脈搏傳感器的原理
根據(jù)郎伯－比爾（lamber－beer）定律，物質(zhì)在一定波長(zhǎng)處的吸光度和他的濃度成正比，當(dāng)恒定波長(zhǎng)的光照射到人體組織上時(shí)，通過(guò)人體組織吸收、反射衰減后測(cè)量到的光強(qiáng)在一定程度上反映了被照射部位組織的結(jié)構(gòu)特征。
脈搏主要由人體動(dòng)脈舒張和收縮產(chǎn)生的，在人體指尖，組織中的動(dòng)脈成分含量高，而且指尖厚度相對(duì)其他人體組織而言比較薄，透過(guò)手指后檢測(cè)到的光強(qiáng)相對(duì)較大，因此HKG-07系列紅外脈搏傳感器的測(cè)量部位在人體指尖。
手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動(dòng)相對(duì)于動(dòng)脈血是十分微弱的，可以忽略，因此可以認(rèn)為光透過(guò)手指后的變化僅由動(dòng)脈血的充盈而引起的，那么在恒定波長(zhǎng)的光源的照射下，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)手指的光強(qiáng)可以間接測(cè)量到人體的脈搏信號(hào)。
2.2 HKG-07系列紅外脈搏傳感器的結(jié)構(gòu)
從光源發(fā)出的光除被手指組織吸收以外，一部分由血液漫反射返回。其余部分透射出來(lái)。HKG-07系列紅外脈搏傳感器從光的接收方式上屬于透射形式。其發(fā)射光源與光敏接收器件的距離相等并且對(duì)稱布置，接收的是透射光，這種方法不但可以較好地反映出心律的時(shí)間關(guān)系，而且能精確測(cè)量出血液容積量的變化。
手指組織可以分成皮膚、肌肉、骨骼等非血液組織和血液組織，其中非血液組織的光吸收量是恒定的，而在血液中，靜脈血的搏動(dòng)相對(duì)于動(dòng)脈血是十分微弱的，可以忽略，因此可以認(rèn)為光透過(guò)手指后的變化僅由動(dòng)脈血的充盈而引起的，那么在恒定波長(zhǎng)的光源的照射下，通過(guò)檢測(cè)透過(guò)手指的光強(qiáng)可以間接測(cè)量到人體的脈搏信號(hào)。
3、HKG-07系列紅外脈搏傳感器的技術(shù)特點(diǎn)
HKG-07系列紅外脈搏傳感器采用獨(dú)立光敏元件，利用半導(dǎo)體和光電效應(yīng)改變輸出的電流。由于光敏元器件輸出的電流極低，容易受到外界干擾，所以對(duì)后續(xù)的放大器的要求比較嚴(yán)格，需要放大器空載時(shí)的電流輸出較小，避免放大器空載輸出電流對(duì)脈搏信號(hào)測(cè)量的干擾。
HKG-07系列紅外脈搏傳感器采用獨(dú)立光敏元件，利用半導(dǎo)體和光電效應(yīng)改變輸出的電流。由于光敏元器件輸出的電流極低，容易受到外界干擾，所以對(duì)后續(xù)的放大器的要求比較嚴(yán)格，需要放大器空載時(shí)的電流輸出較小，避免放大器空載輸出電流對(duì)脈搏信號(hào)測(cè)量的干擾。
HKG-07系列紅外脈搏傳感器將感光部件和放大器集成在同一個(gè)芯片內(nèi)部，這種集成化的設(shè)計(jì)方式有效地克服了后端運(yùn)算放大器空載電流輸出對(duì)光敏部件輸出電流的影響，而且芯片輸出的電壓信號(hào)可以通過(guò)外部的精密電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于芯片適應(yīng)整體的電路設(shè)計(jì)，同時(shí)芯片的集成化設(shè)計(jì)也能夠減小系統(tǒng)的功耗。
HKG-07A紅外脈搏傳感器
1、HKG-07A紅外脈搏傳感器簡(jiǎn)介：
該產(chǎn)品通過(guò)紅外線檢測(cè)指尖血容積變化，輸出同步于脈搏跳動(dòng)的脈沖信號(hào)，輸出信號(hào)可直接與單片機(jī)I/O口連接，進(jìn)行脈率的測(cè)量。
HKG-07A紅外脈搏傳感器的外形結(jié)構(gòu)為指夾式，使用時(shí)將指夾夾在手指上即可。接口為標(biāo)準(zhǔn)3.5毫米立體聲耳機(jī)插頭。
三個(gè)端子分別為電源、信號(hào)輸出、地。
2. HKG-07A紅外脈搏傳感器相關(guān)應(yīng)用論文：
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