一種呼吸檢測腹帶制造技術

本發明專利技術的目的是提供一種根據呼吸時胸腹部會周期性變化檢測呼吸頻率或幅值的裝置，即一種呼吸檢測腹帶，包括殼體和具有伸縮性的腹帶。所述殼體的內部安裝有霍爾傳感器陣列。所述腹帶穿過殼體，并與所述殼體彈性連接。所述腹帶的一側安裝有永磁體；所述永磁體位于所述殼體的內部，其磁極面向所述霍爾傳感器陣列。由于傳感器的輸出只決定于永磁鐵移動的位置和移動到該位置位移的長度，有效的防止了外圍環境的干擾，能夠準確的測量呼吸頻率。同時，本發明專利技術結構小巧，重量輕，便于攜帶，功耗小，使用的霍爾位移傳感器線性度好，精確度高，抗干擾能力強。還可以使用插扣型腹帶，便于調節腹帶周長，適合各年齡段使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及呼吸頻率檢測裝置領域。
技術介紹
呼吸是人體重要的生理過程，是人體內外環境之間進行氣體交換的必需過程，人體通過呼吸系統吸進氧氣、呼出二氧化碳，從而維持正常的生理功能。現代監護技術中，呼吸頻率檢測是其重要組成部分，呼吸頻率隨年齡、性別和生理狀態而異成人平靜時的呼吸頻率約為每分鐘16 18次；兒童約為每分鐘20次；一般女性比男性快I 2次。臨床診斷中醫生利用呼吸頻率可以初步檢測人體是否患有疾病，由于呼吸信號取自人體，信號源阻抗較高，而且存在著較強的背景噪聲和干擾故取得精確的呼吸頻率比較困難。呼吸的檢測方法有很多種，但常用的傳感器及檢測方法包括應變式傳感器檢測、溫度傳感器檢測、流量傳感器檢測、阻抗法檢測、電容式傳感器檢測、超聲多普勒呼吸頻率檢測法等。應變式傳感器檢測利用人在呼吸過程中由于呼氣和吸氣的交替引起食道和胸腹部會產生周期性的形變，通過應變式傳感器可以感受到這種形變從而檢測到呼吸信號。溫度傳感器檢測是利用溫度傳感器采集鼻腔內外的呼吸溫度差轉化為電量輸出的方法；流量傳感器檢測是通過檢測流過某一固定橫截面積的呼吸的氣體的速度來檢測呼吸；阻抗法檢測是通過測量人體胸部在呼吸過程中阻抗的變化來檢測呼吸；電容式傳感器檢測原理是，當面積為A的電容平板靠近人體時，平板與人體間構成電容C，人在呼吸過程中引起電容值C的變化，通過對C值的變化進行檢測來達到對呼吸信號的檢測目的。超聲多普勒呼吸頻率檢測，就是利用人體呼吸時的胸廓的運動，把超聲波打到運動部位產生多普勒現象，通過電路分析，檢測出呼吸頻率，達到非接觸的檢測目的。但是，傳統的呼吸頻率或幅值檢測裝置結構較為復雜，微小的位移可能產生錯誤的呼吸計數，精度有待提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種根據呼吸時胸腹部會周期性變化檢測呼吸頻率或幅值的裝置。為實現本專利技術目的而采用的技術方案是這樣的，一種呼吸檢測腹帶，包括殼體和腹帶，所述殼體的內部安裝有霍爾傳感器陣列，所述腹帶穿過殼體，所述腹帶的一側安裝有永磁體。所述永磁體位于殼體的內部，所述永磁體的磁極面向霍爾傳感器陣列。通過拉伸所述腹帶，使得所述永磁體與霍爾傳感器陣列之間發生相對運動。本專利技術所公開的裝置，在使用時，將腹帶纏繞使用者的肚子一周。應當適度調節腹帶的松緊，使得安裝有霍爾傳感器陣列的殼體貼在使用者的腹部。由于使用者呼吸時腹部發生起伏變化，即拉伸或放松所述腹帶必然會帶動永磁體發生位移。進而，穿過霍爾傳感器陣列的磁通密度也隨之改變。霍爾傳感器對磁場敏感，能夠根據磁通密度的改變而產生不同的信號，從而獲得使用者呼吸頻率的準確數值。另外，本專利技術的霍爾傳感器陣列可以選用精度高、線性度好的霍爾線性器件。通過檢測永磁鐵的位移方向和長度，霍爾器件產生與之線性相關的輸出電壓信號，再通過單片機處理模塊分析得到呼吸頻率和幅值數據。本專利技術的技術效果是毋庸置疑的，由于傳感器的輸出只決定于永磁鐵移動的位置和移動到該位置位移的長度，有效的防止了外圍環境的干擾，能夠準確的測量呼吸頻率。同時，本專利技術結構小巧，重量輕，便于攜帶，功耗小。使用的霍爾位移傳感器線性度好，精確度高，抗干擾能力強，避免了傳統裝置微小的位移產生錯誤的呼吸計數。本專利技術還可以使用插扣型腹帶，便于調節腹帶周長，適合各年齡段使用。附圖說明 本專利技術的裝置可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。圖1為本專利技術的結構示意 圖2為本專利技術殼體的結構示意 圖3為本專利技術使用狀態參考 圖4為本專利技術系統原理框 圖5為本專利技術信號采集處理流程 圖6為本專利技術另外一種結構示意圖。圖中1-腹帶，2-殼體，3-霍爾傳感器陣列，4-永磁體，5-彈簧，6-電路板，7_條形孔，8-線纜，9-固定連接點。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明，但不應該理解為本專利技術上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本專利技術上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，作出各種替換和變更，均應包括在本專利技術范圍內。實施例1 : 一種呼吸檢測腹帶，包括殼體2和腹帶1，所述殼體2的內部安裝有霍爾傳感器陣列3，所述腹帶I穿過殼體2,所述腹帶I的一側安裝有永磁體4。所述永磁體4位于殼體2的內部，所述永磁體4的磁極面向霍爾傳感器陣列3。通過拉伸所述腹帶1，使得所述永磁體4與霍爾傳感器陣列3之間發生相對運動。在使用時，將本實施例的呼吸檢測腹帶拴在使用者的腹部。調整腹帶I的松緊度，使得不管使用者呼氣還是吸氣，殼體2都能夠貼在使用者的腹部。當使用者吸氣時，腹腔擴張，相當于拉伸了腹帶I ;當使用者吸氣時，腹腔收縮，之前被拉伸的腹帶I恢復原來的狀態。由于本裝置的結構，在使用者呼吸之間，腹帶I必然會帶動永磁體4作周期性的往復運動，導致穿過所述霍爾傳感器陣列3的磁場發生變化。通過對磁場變化敏感的霍爾傳感器陣列3，能夠獲得永磁體4運動的頻率和幅度,進而獲得使用者呼吸頻率和強度。進一步地，為了增加所述永磁體4與霍爾傳感器陣列3之間發生相對運動的位移幅度，所述腹帶I通過固定連接點9與殼體2固定連接，所述固定連接點9位于所述永磁體4的一側。本專利技術的一個實施例中，所述腹帶I具有彈性，所述腹帶I僅僅在固定連接點9處與殼體2連接，其余部分的腹帶I可以自由伸縮。實施例2: 出于提高本裝置靈敏度的目的，應該使得腹帶I在相同的外力的拉伸作用下，永磁體4左右兩端的單位伸長量不同。本實施例基本結構同實施例1，只是針對上述目的提供了兩種實現方式。其一是參見圖6，位于所述殼體2內部、且位于所述固定連接點9與永磁體4之間的一段腹帶I具有彈性，其余部分的腹帶I不具有彈性或彈性較小。在這種情況下，當使用者腹部隨著呼吸而起伏時，由于合力的作用，永磁體4會右左往復運動。如圖中的固定連接點9在永磁體4的左側，即永磁體4左側一段腹帶I是具有彈性的，而永磁體4右側一段腹帶I是不具有彈性的。所述永磁體4初始在殼體2正中。以永磁體4為參考點，當吸氣時，腹帶I向右拉伸，所述永磁體4向右移動。而當呼氣的時候正好相反，腹帶I向左收縮，永磁體4從右向左移動，直到回復到初始位置，或比初始位置更為靠左的位置。在上述過程中，永磁體4往復運動一次表征了呼吸一次，永磁體4往復運動的幅度表征了呼吸的強弱，這些均被對磁場極為敏感的霍爾傳感器所記錄下來，以便作進一步分析。其二是所述腹帶I通過位于所述殼體2內部的彈簧5與殼體2彈性連接。所述彈簧5為螺旋彈簧，其一端與所述腹帶I連接，另一端與所述殼體2連接，通過彈簧5導致永磁體4兩側的單位伸長量不同。更為具體的是，彈簧與腹帶固定式連接，參見圖1，所述彈簧5并不是安裝在永磁體4的正下方的，而是安裝在永磁體4的左側或右側，所述左或右是在腹帶I伸縮方向上的左或右。在這種情況下，當使用者腹部起伏時，由于合力的作用，永磁體4會右左往復運動。如圖中的固定連接點9與彈簧5均在永磁體4的左側，腹帶I不具有彈性，或者具有的彈性較小 ，主要靠彈簧5的彈性形變來導致永磁鐵4的位置變化。同本實施例第一種方式一樣，上述過程中，永磁體4往復運動一次表征了呼吸一次，永磁體4往復運動的幅度表征了呼吸的強弱。本實施例所使用的霍爾傳感器陣列3安裝在電路板6上，信號可以由線纜8或無線傳輸技術導出。這種傳感器是依據霍爾效應制作的磁場傳感器，可以根據永磁鐵的位置和位移大小本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種呼吸檢測腹帶，其特征在于：包括殼體（2）和腹帶（1）,所述殼體（2）的內部安裝有霍爾傳感器陣列（3）,所述腹帶（1）穿過殼體（2），所述腹帶（1）的一側安裝有永磁體（4）；所述永磁體（4）位于殼體（2）的內部，所述永磁體（4）的磁極面向霍爾傳感器陣列（3）；通過拉伸所述腹帶（1），使得所述永磁體（4）與霍爾傳感器陣列（3）之間發生相對運動。

【技術特征摘要】
1.一種呼吸檢測腹帶，其特征在于包括殼體(2)和腹帶(I)，所述殼體(2)的內部安裝有霍爾傳感器陣列(3)，所述腹帶(I)穿過殼體(2)，所述腹帶(I)的一側安裝有永磁體(4);所述永磁體(4)位于殼體(2)的內部，所述永磁體(4)的磁極面向霍爾傳感器陣列(3); 通過拉伸所述腹帶(1)，使得所述永磁體(4)與霍爾傳感器陣列(3)之間發生相對運動。2.根據權利要求1所述的呼吸檢測腹帶，其特征在于所述腹帶(I)通過固定連接點 (9)與殼體(2)固定連接,所述固定連接點(9)位于所述永磁體(4)的一側。3.根據權利要求2所述的呼吸檢測腹帶，其特征在于所述腹帶(I...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉洪英，高小強，練陽，皮喜田，余巧，趙亞雄，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：