一种呼吸检测腹带制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种根据呼吸时胸腹部会周期性变化检测呼吸频率或幅值的装置，即一种呼吸检测腹带，包括壳体和具有伸缩性的腹带。所述壳体的内部安装有霍尔传感器阵列。所述腹带穿过壳体，并与所述壳体弹性连接。所述腹带的一侧安装有永磁体；所述永磁体位于所述壳体的内部，其磁极面向所述霍尔传感器阵列。由于传感器的输出只决定于永磁铁移动的位置和移动到该位置位移的长度，有效的防止了外围环境的干扰，能够准确的测量呼吸频率。同时，本发明专利技术结构小巧，重量轻，便于携带，功耗小，使用的霍尔位移传感器线性度好，精确度高，抗干扰能力强。还可以使用插扣型腹带，便于调节腹带周长，适合各年龄段使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及呼吸频率检测装置领域。
技术介绍
呼吸是人体重要的生理过程，是人体内外环境之间进行气体交换的必需过程，人体通过呼吸系统吸进氧气、呼出二氧化碳，从而维持正常的生理功能。现代监护技术中，呼吸频率检测是其重要组成部分，呼吸频率随年龄、性别和生理状态而异成人平静时的呼吸频率约为每分钟16 18次；儿童约为每分钟20次；一般女性比男性快I 2次。临床诊断中医生利用呼吸频率可以初步检测人体是否患有疾病，由于呼吸信号取自人体，信号源阻抗较高，而且存在着较强的背景噪声和干扰故取得精确的呼吸频率比较困难。呼吸的检测方法有很多种，但常用的传感器及检测方法包括应变式传感器检测、温度传感器检测、流量传感器检测、阻抗法检测、电容式传感器检测、超声多普勒呼吸频率检测法等。应变式传感器检测利用人在呼吸过程中由于呼气和吸气的交替引起食道和胸腹部会产生周期性的形变，通过应变式传感器可以感受到这种形变从而检测到呼吸信号。温度传感器检测是利用温度传感器采集鼻腔内外的呼吸温度差转化为电量输出的方法；流量传感器检测是通过检测流过某一固定横截面积的呼吸的气体的速度来检测呼吸；阻抗法检测是通过测量人体胸部在呼吸过程中阻抗的变化来检测呼吸；电容式传感器检测原理是，当面积为A的电容平板靠近人体时，平板与人体间构成电容C，人在呼吸过程中引起电容值C的变化，通过对C值的变化进行检测来达到对呼吸信号的检测目的。超声多普勒呼吸频率检测，就是利用人体呼吸时的胸廓的运动，把超声波打到运动部位产生多普勒现象，通过电路分析，检测出呼吸频率，达到非接触的检测目的。但是，传统的呼吸频率或幅值检测装置结构较为复杂，微小的位移可能产生错误的呼吸计数，精度有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种根据呼吸时胸腹部会周期性变化检测呼吸频率或幅值的装置。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种呼吸检测腹带，包括壳体和腹带，所述壳体的内部安装有霍尔传感器阵列，所述腹带穿过壳体，所述腹带的一侧安装有永磁体。所述永磁体位于壳体的内部，所述永磁体的磁极面向霍尔传感器阵列。通过拉伸所述腹带，使得所述永磁体与霍尔传感器阵列之间发生相对运动。本专利技术所公开的装置，在使用时，将腹带缠绕使用者的肚子一周。应当适度调节腹带的松紧，使得安装有霍尔传感器阵列的壳体贴在使用者的腹部。由于使用者呼吸时腹部发生起伏变化，即拉伸或放松所述腹带必然会带动永磁体发生位移。进而，穿过霍尔传感器阵列的磁通密度也随之改变。霍尔传感器对磁场敏感，能够根据磁通密度的改变而产生不同的信号，从而获得使用者呼吸频率的准确数值。另外，本专利技术的霍尔传感器阵列可以选用精度高、线性度好的霍尔线性器件。通过检测永磁铁的位移方向和长度，霍尔器件产生与之线性相关的输出电压信号，再通过单片机处理模块分析得到呼吸频率和幅值数据。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，由于传感器的输出只决定于永磁铁移动的位置和移动到该位置位移的长度，有效的防止了外围环境的干扰，能够准确的测量呼吸频率。同时，本专利技术结构小巧，重量轻，便于携带，功耗小。使用的霍尔位移传感器线性度好，精确度高，抗干扰能力强，避免了传统装置微小的位移产生错误的呼吸计数。本专利技术还可以使用插扣型腹带，便于调节腹带周长，适合各年龄段使用。附图说明 本专利技术的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。图1为本专利技术的结构示意 图2为本专利技术壳体的结构示意 图3为本专利技术使用状态参考 图4为本专利技术系统原理框 图5为本专利技术信号采集处理流程 图6为本专利技术另外一种结构示意图。图中1-腹带，2-壳体，3-霍尔传感器阵列，4-永磁体，5-弹簧，6-电路板，7_条形孔，8-线缆，9-固定连接点。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本专利技术范围内。实施例1 : 一种呼吸检测腹带，包括壳体2和腹带1，所述壳体2的内部安装有霍尔传感器阵列3，所述腹带I穿过壳体2,所述腹带I的一侧安装有永磁体4。所述永磁体4位于壳体2的内部，所述永磁体4的磁极面向霍尔传感器阵列3。通过拉伸所述腹带1，使得所述永磁体4与霍尔传感器阵列3之间发生相对运动。在使用时，将本实施例的呼吸检测腹带拴在使用者的腹部。调整腹带I的松紧度，使得不管使用者呼气还是吸气，壳体2都能够贴在使用者的腹部。当使用者吸气时，腹腔扩张，相当于拉伸了腹带I ;当使用者吸气时，腹腔收缩，之前被拉伸的腹带I恢复原来的状态。由于本装置的结构，在使用者呼吸之间，腹带I必然会带动永磁体4作周期性的往复运动，导致穿过所述霍尔传感器阵列3的磁场发生变化。通过对磁场变化敏感的霍尔传感器阵列3，能够获得永磁体4运动的频率和幅度,进而获得使用者呼吸频率和强度。进一步地，为了增加所述永磁体4与霍尔传感器阵列3之间发生相对运动的位移幅度，所述腹带I通过固定连接点9与壳体2固定连接，所述固定连接点9位于所述永磁体4的一侧。本专利技术的一个实施例中，所述腹带I具有弹性，所述腹带I仅仅在固定连接点9处与壳体2连接，其余部分的腹带I可以自由伸缩。实施例2: 出于提高本装置灵敏度的目的，应该使得腹带I在相同的外力的拉伸作用下，永磁体4左右两端的单位伸长量不同。本实施例基本结构同实施例1，只是针对上述目的提供了两种实现方式。其一是参见图6，位于所述壳体2内部、且位于所述固定连接点9与永磁体4之间的一段腹带I具有弹性，其余部分的腹带I不具有弹性或弹性较小。在这种情况下，当使用者腹部随着呼吸而起伏时，由于合力的作用，永磁体4会右左往复运动。如图中的固定连接点9在永磁体4的左侧，即永磁体4左侧一段腹带I是具有弹性的，而永磁体4右侧一段腹带I是不具有弹性的。所述永磁体4初始在壳体2正中。以永磁体4为参考点，当吸气时，腹带I向右拉伸，所述永磁体4向右移动。而当呼气的时候正好相反，腹带I向左收缩，永磁体4从右向左移动，直到回复到初始位置，或比初始位置更为靠左的位置。在上述过程中，永磁体4往复运动一次表征了呼吸一次，永磁体4往复运动的幅度表征了呼吸的强弱，这些均被对磁场极为敏感的霍尔传感器所记录下来，以便作进一步分析。其二是所述腹带I通过位于所述壳体2内部的弹簧5与壳体2弹性连接。所述弹簧5为螺旋弹簧，其一端与所述腹带I连接，另一端与所述壳体2连接，通过弹簧5导致永磁体4两侧的单位伸长量不同。更为具体的是，弹簧与腹带固定式连接，参见图1，所述弹簧5并不是安装在永磁体4的正下方的，而是安装在永磁体4的左侧或右侧，所述左或右是在腹带I伸缩方向上的左或右。在这种情况下，当使用者腹部起伏时，由于合力的作用，永磁体4会右左往复运动。如图中的固定连接点9与弹簧5均在永磁体4的左侧，腹带I不具有弹性，或者具有的弹性较小 ，主要靠弹簧5的弹性形变来导致永磁铁4的位置变化。同本实施例第一种方式一样，上述过程中，永磁体4往复运动一次表征了呼吸一次，永磁体4往复运动的幅度表征了呼吸的强弱。本实施例所使用的霍尔传感器阵列3安装在电路板6上，信号可以由线缆8或无线传输技术导出。这种传感器是依据霍尔效应制作的磁场传感器，可以根据永磁铁的位置和位移大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸检测腹带，其特征在于：包括壳体（2）和腹带（1）,所述壳体（2）的内部安装有霍尔传感器阵列（3）,所述腹带（1）穿过壳体（2），所述腹带（1）的一侧安装有永磁体（4）；所述永磁体（4）位于壳体（2）的内部，所述永磁体（4）的磁极面向霍尔传感器阵列（3）；通过拉伸所述腹带（1），使得所述永磁体（4）与霍尔传感器阵列（3）之间发生相对运动。

【技术特征摘要】
1.一种呼吸检测腹带，其特征在于包括壳体(2)和腹带(I)，所述壳体(2)的内部安装有霍尔传感器阵列(3)，所述腹带(I)穿过壳体(2)，所述腹带(I)的一侧安装有永磁体(4);所述永磁体(4)位于壳体(2)的内部，所述永磁体(4)的磁极面向霍尔传感器阵列(3); 通过拉伸所述腹带(1)，使得所述永磁体(4)与霍尔传感器阵列(3)之间发生相对运动。2.根据权利要求1所述的呼吸检测腹带，其特征在于所述腹带(I)通过固定连接点 (9)与壳体(2)固定连接,所述固定连接点(9)位于所述永磁体(4)的一侧。3.根据权利要求2所述的呼吸检测腹带，其特征在于所述腹带(I...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪英，高小强，练阳，皮喜田，余巧，赵亚雄，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：