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1、,传感技术 人体健康监测,智能矿山与物联网课程,人体健康监测,一、传感器的组成和分类（1）、传感器的组成（2）、传感器的分类二、人体健康监测（1）、职业病监测（2）、生物钟监测（3）、酒驾监测（4）、心电监测 1）心率监测 2）血压监测 3）血氧监测,一、传感器的组成和分类,传感器(Transducer/Sensor)是能感受规定的被测量，并按 一定规律转换成可用输出信号(便于传输和处理)的测量装置。传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电物理量转换成电信号的装置。,非电物理量,电信号,一、传感器的组成和分类,（1）、传感器的组成敏感元件直接感受被测物理量(力)
2、，并对被测量进行转换输出(应变)；转换元件将敏感元件的输出转换成便于传输 和测量的电参量(电阻)或电信号；调理电路则对转换元件输 出的信号进行放大、滤波、运算、调制等，以便于实现远距 离传输、显示、记录和控制；辅助电源为调理电路和转换元件提供稳定的工作电源。,（2）、传感器的分类,能量转换型(发电型)：直接将被测量转换为电信号(电压等)。例如：热电偶传感器，压电式传感器。能量控制型(电参量型)：先将被测量转换为电参量(电阻等)，在外部辅助电源作用下才能输出电信号。例如：应变式传感器，电容式传感器。,1）按能量 关系,（2）、传感器的分类,结构型传感器：基于某种敏感元件的结构形状或几 何尺寸(如
3、厚度、角度、位置等)的变化来感受被测 量。例如电容式压力传感器，当被测压力作用在电 容器的动极板(敏感元件)上时，电容器的动极板发 生位移导致电容发生变化。物性型传感器：是利用某些功能材料本身具有的内 在特性及效应来感受被测量。例如利用石英晶体的 压电效应而实现压力测量的压电式压力传感器。,2）按工作机理分类,（2）、传感器的分类,模拟型传感器：输出连续变化的模拟信号。如感应 同步器的滑尺相对定尺移动时，定尺上产生的感应 电势为周期性模拟信号。数字型传感器：输出“1”或“0”两种信号电平。如用光电式接近开关检测不透明的物体，当物体位于 光源和光电器件之间时，光路阻断，光电器件截止 输出高电平“
4、1”；当物体离开后，光电器件导通输 出低电平“0”。,3）按输出信号分类,（2）、传感器的分类,模拟型传感器：输出连续变化的模拟信号。如感应 同步器的滑尺相对定尺移动时，定尺上产生的感应 电势为周期性模拟信号。数字型传感器：输出“1”或“0”两种信号电平。如用光电式接近开关检测不透明的物体，当物体位于 光源和光电器件之间时，光路阻断，光电器件截止 输出高电平“1”；当物体离开后，光电器件导通输 出低电平“0”。,4）按被测量分类,二、人体健康监测,二、人体健康监测,（1）职业 病监测,工作原理：ccz-1000粉尘测定仪测量尘埃粒子经过一个固定探头的静电荷感应量。尘埃粒子与探头感应产生静电荷，
5、通1过探头进行信号放大并传送进监测控制系统。静电荷的大小与尘埃粒子的流量成比。本系统的高科技电子线路把这部分电荷转换成为控制信号输出，启动粉尘超标排放警报，同时用于连续记录粉尘粒子的总量或浓度。ccz-1000系列装置提供了目前世界最新交流耦合技术。这是现代最精确和稳定的监测技术，特别适合连续排放记录和数据累积。,ccz-1000粉尘检测仪,（1）职业病监测特点：第一、该仪器采用先进的中央处理器技术。对采集的各种数据 处理快，抗干扰能力强，大大提高了仪器的检测精度，同时能按时序储存50次测试记录。第二、仪器由中文显示屏，高性能抽气泵、粉尘浓度检测电路、欠压保护显示，安全电源等组成。第三、该仪器
6、配有分级粉尘捕集器，能采集到呼吸性粉尘浓度，其分离效率符合国际公认的“BMRC”曲线标准。第四、仪器采用自动采样或手动采样的方式，以适应不同的检测标准。第五、该仪器采用ExibI(150)等级安全型防爆结构，特别适用于煤矿井下及其他含有爆炸危险性气体的作业场所使用。,（1）职业病监测,浓度范围,测定仪粉尘浓度测量范围：0.1-1000mg/m3,测量误差,稳定性误差,测定仪粉尘浓度测量误差为：10%,测定仪稳定性相对误差：2.5%,技术指标,采样流量,采样流量为：2L/min,（2）生物钟监测,无线式生物节律研究系统,MINI MITTER无线生理信号采集分析系统用于长时间测量清醒无束缚小型啮
7、齿类动物的心率,体温和活动量等生理参数。使用此系统可以保证动物在笼内自由活动，不需要麻醉或束缚，这样测量到的生理信号更能反映自然状态下的动物生理状况。系统由植入传感器(E-Mitter)、激发/接收器(Energizer Receiver)、和数据采集分析软件(VitalView)构成。植入式传感器（E-Mitter）工作不需要电池,它可以在激发/接收器(Energizer Receiver)产生的电场下获得能量。操作者将植入体埋入动物皮下，生理信号被植入传感器感知并转换成相应的电信号后，以无线方式发射出来，由饲养笼下方的激发/接收器(Energizer Receiver)收到并传递给数据采集
8、分析系统，完成最终数据处理。系统最多可同时连接32个激发/接收器(Energizer Receiver)，完成大规模的试验。,（2）生物钟监测,E-Mitter植入传感器 E-Mitter植入感应器是植入在动物体内的微型设备,它集成了传感器,放大器,数字转换发射电路,具有无线发射功能功能，并解决了生物体的抗排异反应.有用于测量生物心率,体温和活动量等多种参数的规格,具体说明如下:特征:无线遥测植入式E-Mitter传感器没有电池，无电池寿命限制，无需翻新或再充电。长期监测-植入装置后允许连续、遥测实验动物一生准确、可靠,报告清醒无束缚动物的生理和行为数据.,（2）生物钟监测,E-Mitter
9、技术参数:,（3）酒精监测传感器,TGS2620 酒精、有机溶剂检测传感器,（3）酒精监测传感器,原理：敏感素子由集成的加热器以及在氧化铝基板 上形成的金属氧化物半导体构成。当可检知的气体 存在时，空气中该气体的浓度越高，传感器的电导 率就越高。使用简单的电路就可以将这种电导率的 变化变换为与气体浓度对应的输出信号。TGS2620 对有机溶剂或其他挥发性气体有很 高的灵敏度，这种传感器对一氧化碳等各种可燃性 气体也灵敏，所以是有多用途的优良传感器。,（3）酒精监测传感器,Text,Text,Tex,TGS2620 灵敏度特性曲线和温湿度影响曲线,灵敏度特性：,纵轴以传感器电阻比 Rs/Ro 表
10、示，Rs Ro 的 定义如下：Rs 各种浓度气体中的传感器电阻值Ro 300ppm 乙醇中的传感器电阻值,（3）酒精监测传感器,TGS2620 灵敏度特性曲线和温湿度影响曲线,温湿度曲线：,下图是典型的温湿度影响。这里的纵轴也用传感器电阻比 Rs/Ro 来表示，这里的 RsRo 定义如下：Rs各温度/湿度下的传感器电阻值Ro2065RH 下的传感器电阻值,（4）心电监测,监护仪是用于内科、外科、手术室、ICU病房、CCU病房、急诊室、妇产科、骨科、老干部病房、儿科等地方。它是一种精密监测人的生命体征的仪器。因此,又称多参数生命体征监测仪。,（4）心电监测,ThemeGallery is a D
11、esign Digital Content&Contents mall developed by Guild Design Inc.,监护仪的使用参数,1、心率(HR)：正常值：成人为60100次/分 2、呼吸/呼吸率(RESP)：正常值：成人为1620次/分3、心电(ECG)：导联：引导心脏电流流至心电图机的电路十二导联包括：标准导联、肢体导联、胸导联。标准导联：、肢体导联：AVR、AVL、AVF胸导联：V(V1、V2、V3、V4、V5、V6)4、体温(TEMP)：。正常值：36.037.0oC5、血压(NIBP)：正常值：收缩压为90140mmHg，舒张压为6090mmHg6、血氧饱和度(SPO2)：公式：SPO2=HbO2/(HbO2+Hb)%正常值：85以上,（4）心电监测,1 血氧探头连接示意图（1）将血氧探头的插与主机相连。（2）血氧探头在自动张力的情况下夹在病人的食指或中指上（特殊情况下也可夹在病人的大脚趾上）。2 血压袖带的连接：（1）血压袖带插头，对正主机面板上的“血压”插口，接入即可。（2）首先选择合适尺寸的袖套，必须根据受试者不同年龄选择大小适宜的袖带，袖带宽度应为臂周长的40%(新生儿50%)，或为上部臂长的2/3。袖带可充气部分应足够长以能包绕肢体的50-80%。,Thank You!,
