本发明专利技术公开了一种手链式心率测量仪，包括手链式脉搏传感器和信号采集与处理电路；信号采集与处理电路包括第一电压放大单元、整流单元、第二电压放大单元、三极管开关单元以及数据处理与显示单元，手链式脉搏传感器的输出端连接第一电压放大单元的输入端，第一电压放大单元的输出端连接整流单元的输入端，整流单元的输出端连接第二电压放大单元的输入端，第二电压放大单元的输出端连接三极管开关单元的输入端，三极管开关单元的输出端连接数据处理与显示单元的输入端。使用本发明专利技术可以解决现有心率测量仪器成本高，结构复杂，不易携带以及精度差等问题。精度差等问题。精度差等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种手链式脉搏传感器以及手链式心率测量仪
[0001]本专利技术属于心率测量
，具体涉及一种手链式脉搏传感器以及手链式心率测量仪。
技术介绍
[0002]目前普遍使用的心率测量仪器，一类是医院的心率仪，一类是心率表为代表的心率测量器，一类为传统的听诊器。医院的心率仪，此仪器功能齐全，精准度高。该仪器对操作者专业技能有一定的要求，其购买成本和使用成本都很高。心率表为代表的心率测量仪，该产品的传感器是一种光感传感器，通过血流流过血管时产生的光线变化来计算心率。所以其精度受环境影响很大（温度、湿度、光线等），多数情况下测量值高于实际值。传统的听诊器，通过计数的方式来计算心率。此种方法比较耗时且依赖人工，一般要计时半分钟以上。公开号为CN208837931U的中国技术专利说明书中公开了一种便携式心率测量仪，该测量仪虽然体积小巧，成本低，但是由于该便携式心率测量仪的脉搏传感器是采用光电反射式模拟传感器，其精度会受到环境中温度、湿度、光线等条件的影响。因此需开发一种精度高、易携带而且成本低的心率测量设备。
技术实现思路
[0003]本专利技术所解决的技术问题是提供一种手链式脉搏传感器以及手链式心率测量仪，从而解决现有心率测量仪器成本高，不易携带以及精度差等问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：本专利技术公开了一种手链式脉搏传感器，包括粘贴装置、第一绝缘材料层，第二绝缘材料层、第一导电材料层、第二导电材料层以及柔性压电薄膜层，其中，第一绝缘材料层的下表面与第一导电材料层的上表面贴合，第一导电材料层的下表面与柔性压电薄膜层的上表面贴合，柔性压电薄膜层的下表面与第二导电材料层的上表面贴合，第二导电材料层的下表面与第二绝缘材料层的上表面相贴合，在第一绝缘材料层的上表面和第二绝缘材料层的下表面的对应位置设置有扣合装置，以便将第一绝缘材料层的上表面和第二绝缘材料层的下表面的边缘位置扣合在一起，从而将手链式脉搏传感器戴在手腕上；在第一导电材料层、第二导电材料层上分别设置有引流导线。
[0005]进一步地，第一绝缘材料层，第二绝缘材料层均采用弹性绝缘材料，第一导电材料层和第二导电材料层为铜粉层。
[0006]进一步地，柔性压电薄膜层是在PVDF粉末中加入纳米碳粉、纳米ZnO和 四乙氧基硅烷采用静电纺丝方法制备而成。
[0007]进一步地，柔性压电薄膜的制备方法具体包括以下步骤：(1)将纳米碳粉、纳米ZnO和 四乙氧基硅烷按照一定的质量比同时加入到由二甲基甲酰胺、丙酮混合的溶液中，并在60℃下搅拌3 h，得到均匀黑色的纺丝溶液；（2）将上述溶液冷却至室温后超声分散 30 min以上，随后加入3 ~ 5滴氨水，并在
30℃下搅拌反应5 ~ 6 h直至完全溶解，得到纺丝溶液；（3）将纺丝溶液转移至注射器中开始静电纺丝过程，该过程中控制溶液的进料速度为1.5 mL/h，金属电极尖端距离接地铝箔板15cm，外加电场电压15Kv;（4）将收集到的纳米纤维连带铝箔板放入烘箱中烘干，最后冷却至室温。
[0008]本专利技术还公开了一种手链式心率测量仪，包括手链式脉搏传感器和信号采集与处理电路；信号采集与处理电路包括用于将手链式脉搏传感器产生的电流放大的第一电压放大单元、整流单元、用于将整流单元输出的直流电放大的第二电压放大单元、三极管开关单元以及用于根据手链式脉搏传感器产生的电流脉冲次数和经历的时间计算心率并显示的数据处理与显示单元，所述手链式脉搏传感器的输出端连接所述第一电压放大单元的输入端，所述第一电压放大单元的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的输出端连接所述第二电压放大单元的输入端，所述第二电压放大单元的输出端连接所述三极管开关单元的输入端，所述三极管开关单元的输出端连接所述数据处理与显示单元的输入端。
[0009]进一步地，第一电压放大单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，其中第一电阻的第一端连接第二电阻的第一端，第一电阻的第二端连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的同相输入端接地，第二电阻的第二端连接第一运算放大器的输出端；第三电阻的第一端连接第四电阻的第一端，第三电阻的第二端连接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端接地，第四电阻的第二端连接第二运算放大器的输出端；第一运算放大器和第二运算放大器的电源端均连接至直流电压源，第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端为第一电压放大单元的两个输出端，第一电阻的第一端和第三电阻的第一端为第一电压放大单元的两个输入端；第二电压放大单元包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，其中第五电阻的第一端连接第六电阻的第一端，第五电阻的第二端连接第三运算放大器的反相输入端，第三运算放大器的输出端分别连接第六电阻的第二端、第七电阻的第一端以及第八电阻的第一端，第七电阻的第二端连接第四运算放大器的反相输入端，第四运算放大器的输出端连接第八电阻的第二端，第三运算放大器和第四运算放大器的同相输入端均接地，电源端均接直流电压源；第五电阻的第一端为第二电压放大单元的输入端，第四运算放大器的输出端为第二电压放大单元输出端。
[0010]进一步地，三极管开关单元包括三极管、第九电阻、第一电容和第二电容，其中第一电容为有极性电容，第二电容为无极性电容，三极管的基极分别连接第一电容的第一端和第二电容的第一端，三极管的集电极连接第九电阻的第一端，第九电阻的第二端连接至直流电压源，第一电容的第二端、第二电容的第二端以及三极管的发射极均接地，三极管的基极为三极管开关单元的输入端，第九电阻的第二端为三极管开关单元的输出端。
[0011]进一步地，数据处理与显示单元包括第一按钮开关、第二按钮开关、单片机、时钟芯片、晶体振荡器和字符型液晶显示器，其中，第一按钮开关的第一端、第二按钮开关的第一端、时钟芯片的复位端、时钟芯片的时钟输入端、时钟芯片的I/O口以及显示器的输入端均连接至单片机的I/O口；第一按钮开关的第二端、第二按钮开关的第二端、显示器的接地端均接地，时钟芯片的电源端连接至直流电压源、时钟芯片的两个震荡源接口分别连接晶体振荡器的两端，显示器的电源端接直流电压源。
[0012]进一步地，单片机型号为AT89C51，字符型液晶显示器型号为LCD1602第一运算放
大器、第二运算放大器、第三运算放大器和第四运算放大器的型号为LM324；整流电路采用二极管桥式整流电路。
[0013]本专利技术的有益效果为：将脉搏传感器制成手链式并设置扣合装置，使得该种脉搏传感器便于携带，由于设置了引流导线，第一导电材料层和第二导电材料层以及柔性压电薄膜层，当脉搏跳动时，柔性压电薄膜层会产生微弱电流并通过导电材料层和引流导线将电流引出。
[0014]通过在PVDF粉末中加入纳米碳粉、纳米ZnO和 四乙氧基硅烷采用静电纺丝技术制备柔性压电薄膜层，大大增强了柔性压电薄膜层的弹性、柔性、韧性以及压电性能。
[0015]本专利技术公开的手链式心率测量仪只包括手链式脉搏传感器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种手链式脉搏传感器，其特征在于，包括扣合装置、第一绝缘材料层，第二绝缘材料层、第一导电材料层、第二导电材料层以及柔性压电薄膜层，其中，第一绝缘材料层的下表面与第一导电材料层的上表面贴合，第一导电材料层的下表面与柔性压电薄膜层的上表面贴合，柔性压电薄膜层的下表面与第二导电材料层的上表面贴合，第二导电材料层的下表面与第二绝缘材料层的上表面相贴合，在第一绝缘材料层的上表面和第二绝缘材料层的下表面的对应位置设置有扣合装置，以便将第一弹性材料层的上表面和第二弹性材料层的下表面的边缘位置扣合在一起，从而将所述手链式脉搏传感器戴在手腕上；在第一导电材料层、第二导电材料层上分别设置有引流导线。2.如权利要求1所述的手链式脉搏传感器，其特征在于，所述的第一绝缘材料层和第二绝缘材料层的绝缘材料均采用弹性绝缘材料，所述的第一导电材料层和第二导电材料层为铜粉层。3.如权利要求1所述的手链式脉搏传感器，其特征在于，所述的柔性压电薄膜层是在PVDF粉末中加入纳米碳粉、纳米ZnO和 四乙氧基硅烷采用静电纺丝方法制备而成。4.如权利要求3所述的柔性压电装置，其特征在于，所述柔性压电薄膜的制备方法具体包括以下步骤：(1)将纳米碳粉、纳米ZnO和 四乙氧基硅烷按照一定的质量比同时加入到由二甲基甲酰胺、丙酮混合的溶液中，并在60℃下搅拌3 h，得到均匀黑色的纺丝溶液；（2）将上述溶液冷却至室温后超声分散 30 min以上，随后加入3 ~ 5滴氨水，并在30℃下搅拌反应5 ~ 6 h直至完全溶解，得到纺丝溶液；（3）将纺丝溶液转移至注射器中开始静电纺丝过程，该过程中控制溶液的进料速度为1.5 mL/h，金属电极尖端距离接地铝箔板15cm，外加电场电压15Kv;（4）将收集到的纳米纤维连带铝箔板放入烘箱中烘干，最后冷却至室温。5.一种手链式心率测量仪，其特征在于，包括手链式脉搏传感器和信号采集与处理电路；所述信号采集与处理电路包括用于将手链式脉搏传感器产生的电流放大的第一电压放大单元、整流单元、用于将整流单元输出的直流电放大的第二电压放大单元、三极管开关单元以及用于根据手链式脉搏传感器产生的电流脉冲次数和时间计算心率并显示的数据处理与显示单元，所述手链式脉搏传感器的输出端连接所述第一电压放大单元的输入端，所述第一电压放大单元的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的输出端连接所述第二电压放大单元的输入端，所述第二电压放大单元的输出端连接所述三极管开关单元的输入端，所述三极管开关单元的输出端连接所述数据处理与显示单元的输入端。6.如权利要求5所述的一种手链式心率测量仪，其特征在于，所述的第一电压放大单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，李涵博，王治华，赵彦保，彭李超，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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