專利名稱：口鼻氣流呼吸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用非晶絲巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)研制的測(cè)量人體口鼻氣流呼吸運(yùn)動(dòng)波形的傳感器。屬于醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)人體口鼻氣流呼吸運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)儀器的使用也不斷的增多。目前用于口鼻氣流呼吸運(yùn)動(dòng)監(jiān)護(hù)的傳感器敏感材料主要有四類:第一類采用熱敏元件監(jiān)測(cè)口鼻氣流的變化。第二類采用濕敏元件監(jiān)測(cè)口鼻氣流的變化。第三類采用壓阻元件監(jiān)測(cè)口鼻氣流的變化。第四類采用壓電元件監(jiān)測(cè)口鼻氣流的變化。在實(shí)際應(yīng)用中，上述方式都存在不足之處。在第一類裝置和第二類裝置容易受環(huán)境溫度、濕度影響，對(duì)監(jiān)測(cè)環(huán)境要求較高。第三類和第四類裝置受敏感材料敏感度限制，體積較大，成本較高，而且橡膠熱縮套管放置于鼻孔下方以及口部，使被測(cè)者臉上有明顯異物感，使用不舒服。現(xiàn)有的呼吸傳感器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此成本較高，不利于一次性使用，消毒、存儲(chǔ)都較復(fù)雜。我們急需一種性能穩(wěn)定，靈敏度高，使用舒適，成本低廉的新型呼吸傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能穩(wěn)定，靈敏度高，使用舒適，成本低廉的新型呼吸傳感器。本發(fā)明利用了非晶絲的巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)(GSI)，通過(guò)測(cè)量口鼻氣流呼吸運(yùn)動(dòng)作用在探頭的應(yīng)力的變化測(cè)量呼吸運(yùn)動(dòng)的波形。所謂的巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)是指當(dāng)非晶材料(非晶絲)的軸向應(yīng)力發(fā)生變 化時(shí)非晶絲的阻抗也會(huì)明顯的變化。在監(jiān)測(cè)人體口鼻處呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，傳感器探頭由其探頭固定裝置放置在口鼻處，但不與口鼻處皮膚接觸，類似耳麥的固定方式。人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，口鼻處流通的氣流會(huì)有一部分匯集到探頭的敏感彈性薄膜上，彈性薄膜會(huì)隨氣流抖動(dòng)，薄膜內(nèi)的非晶絲會(huì)受到微小的力，當(dāng)通過(guò)高頻激勵(lì)電流時(shí)，阻抗會(huì)發(fā)生與受到的力的同步的變化，通過(guò)信號(hào)提取電路、信號(hào)處理電路，得到口鼻氣流的呼吸波形信號(hào)，通過(guò)輸出電路可以將信號(hào)輸出到電腦或其它外設(shè)上。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種口鼻氣流呼吸傳感器，它由傳感器探頭支架、傳感器探頭固定裝置、敏感彈性薄膜、電路板組成，其特征是:傳感器探頭支架用來(lái)支撐敏感彈性薄膜，具有兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，與彈性薄膜內(nèi)的非晶絲兩端點(diǎn)電氣連接，并通過(guò)具有支撐功能的柔性導(dǎo)線與探頭固定裝置連接；傳感器探頭固定裝置內(nèi)嵌電路板，可以戴在在測(cè)試者的耳部，類似耳麥的固定方式，通過(guò)調(diào)整探頭位置，使傳感器探頭固定在口鼻處前方；敏感彈性薄膜由兩片彈性薄膜夾住非晶絲制作而成，非晶絲兩端引出導(dǎo)線觸點(diǎn)，與探頭支架上的金屬觸點(diǎn)電氣連接，支架上的金屬觸點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線與電路板電氣連接。人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，口鼻處流通的氣流會(huì)有一部分匯集到探頭的敏感彈性薄膜上，彈性薄膜會(huì)隨氣流抖動(dòng)，薄膜內(nèi)的非晶絲會(huì)受到微小的力，當(dāng)通過(guò)高頻激勵(lì)電流時(shí)，阻抗會(huì)發(fā)生與受到的力同步的變化，通過(guò)信號(hào)提取電路、信號(hào)處理電路、得到口鼻氣流的呼吸波形信號(hào)，通過(guò)輸出電路可以將信號(hào)輸出到電腦或其它外設(shè)上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著特點(diǎn)和積極效果:1、本呼吸傳感器的力敏感材料非晶絲具有巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)(GSI)，其應(yīng)變系數(shù)比傳統(tǒng)應(yīng)變電阻要高I到2個(gè)數(shù)量級(jí)，因此靈敏度更高，結(jié)構(gòu)和電路更簡(jiǎn)單，成本更低，適于一次性使用。2、本呼吸傳感器不與口鼻處皮膚接觸，使用更舒適。


附圖1是呼吸傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如附圖1所示，呼吸傳感器由傳感器探頭支架1、傳感器探頭固定裝置2、敏感彈性薄膜3、電路板4組成組成。傳感器探頭支架I可以采用塑料等廉價(jià)的材料制作而成，其外框是一平面圖形，邊框上有兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，與敏感彈性薄膜3中的非晶絲電氣連接，金屬觸點(diǎn)與具有支撐功能的柔性導(dǎo)線電氣連接，柔性導(dǎo)線與探頭固定裝置2連接，可以調(diào)整和固定探頭支架的位置。敏感彈性薄膜3由兩片彈性薄膜夾住一根非晶絲熱塑而成，熱塑過(guò)程中，需要施加非晶絲一定的軸向張力，張力范圍為0.1N到0.3N，非晶絲兩端需要與探頭支架邊框上的金屬觸點(diǎn)良好接觸，敏感彈性薄膜整體熱塑到支架邊框上，彈性薄膜的面積要小于支架外框，使氣流可以順利通過(guò)呼吸傳感器探頭。探頭固定裝置2外型與耳麥類似，其中與傳感器探頭連接的耳包里固定電路板4，電路板4上的兩根探頭引線與探頭上的非晶絲引線電氣連接。電路板4內(nèi)含有非晶絲激勵(lì)電路、電壓信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、輸出電路，非晶絲激勵(lì)電路采用高頻激勵(lì)電路，可以采用晶振或搭建振蕩電路，頻率范圍為IMHz到IOMHz ;電壓拾取電路可以采用峰值檢波電路；信號(hào)處理電路可以采用放大電路和濾波電路級(jí)聯(lián)的方法，得到呼吸運(yùn)動(dòng)的模擬波形；輸出電路可以采用數(shù)字接口或模擬接口將呼吸運(yùn)動(dòng)信號(hào)輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，利用新型材料非晶絲的巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)制作成力敏感探頭，在口鼻氣流呼吸監(jiān)測(cè)中，將呼吸氣流的作用力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，得到人體口鼻氣流呼吸運(yùn)動(dòng)的波形。此發(fā)明設(shè)計(jì)新穎，技術(shù)含量高，成本低廉，在非晶材料的醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，而且本發(fā)明所主張的權(quán)利要求范圍并不局限于此，凡熟悉此領(lǐng)域技藝的人士，依照本發(fā)明所披露的技術(shù)內(nèi)容，可輕易思及的等效變化，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種呼吸傳感器，其特征在于，包括:傳感器探頭支架，用來(lái)支撐敏感彈性薄膜，具有兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，與彈性薄膜內(nèi)的非晶絲引線觸點(diǎn)電氣連接，并通過(guò)具有支撐功能的柔性導(dǎo)線與探頭固定裝置連接；傳感器探頭固定裝置，與傳感器探頭支架連接，使傳感器探頭可以良好地固定在口鼻處，同時(shí)固定傳感器電路板；敏感彈性薄膜，固定在探頭支架上，匯集口鼻氣流，受到呼吸運(yùn)動(dòng)中的氣流的沖擊，由非晶絲、彈性薄膜和引線觸點(diǎn)構(gòu)成；電路板，放置在傳感器探頭固定裝置內(nèi)，與彈性薄膜的非晶絲引線電氣連接，含有非晶絲激勵(lì)電路、電壓信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、輸出電路。
2.一種如權(quán)利要求1所述的呼吸傳感器，其特征在于，所述的非晶絲是具有巨應(yīng)力阻抗效應(yīng)(GSI)的非晶絲。
3.—種如權(quán)利要求1所述的呼吸傳感器，其特征在于，所述的彈性薄膜可以采用熱塑性橡膠或其它具有彈性的薄 膜，厚度小于0.3毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種可以監(jiān)測(cè)、記錄并分析人體呼吸運(yùn)動(dòng)的頻率、強(qiáng)度、呼氣與吸氣的時(shí)間比，并且具有MP3播放器功能的儀器。采用口鼻氣流呼吸傳感器1和胸腹部呼吸傳感器2分別監(jiān)測(cè)人體的口鼻處的呼吸氣流和胸腹部的呼吸運(yùn)動(dòng)變化，從而較全面地采集人體的呼吸數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換3將呼吸數(shù)據(jù)數(shù)字化，以中央處理器4為核心，實(shí)現(xiàn)了呼吸數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、顯示、傳輸?shù)裙δ芤约昂粑鼤和５膱?bào)警功能。同時(shí)增加的MP3播放器的功能，通過(guò)播放音樂(lè)，一定程度上緩解了被監(jiān)測(cè)人員的緊張情緒，從而提高了呼吸監(jiān)測(cè)的客觀性。采用無(wú)線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)拓寬了本呼吸監(jiān)測(cè)器的使用范圍，使病人可以在家庭里自我監(jiān)測(cè)，并與醫(yī)院和急救中心較便捷地聯(lián)系。
文檔編號(hào)A61B5/08GK103156611SQ20111040490
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者韓猛, 韓躍, 余勇, 雷衛(wèi)武 申請(qǐng)人:浩華科技實(shí)業(yè)有限公司