1、,傳感技術 人體健康監測,智能礦山與物聯網課程,人體健康監測,一、傳感器的組成和分類 （1）、傳感器的組成 （2）、傳感器的分類 二、人體健康監測 （1）、職業病監測 （2）、生物鐘監測 （3）、酒駕監測 （4）、心電監測 1）心率監測 2）血壓監測 3）血氧監測,一、傳感器的組成和分類,傳感器(Transducer/Sensor)是能感受規定的被測量，并按 一定規律轉換成可用輸出信號(便于傳輸和處理)的測量裝置。 傳感器轉換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電物理量轉換成電信號的裝置。,非電物理量,電信號,一、傳感器的組成和分類,（1）、傳感器的組成 敏感元件直接感

2、受被測物理量(力)，并對被測量進行轉換輸出(應變)；轉換元件將敏感元件的輸出轉換成便于傳輸 和測量的電參量(電阻)或電信號；調理電路則對轉換元件輸 出的信號進行放大、濾波、運算、調制等，以便于實現遠距 離傳輸、顯示、記錄和控制；輔助電源為調理電路和轉換元件提供穩定的工作電源。,（2）、傳感器的分類,能量轉換型(發電型) ：直接將被測量轉換為電信號(電壓等)。 例如：熱電偶傳感器，壓電式傳感器。 能量控制型(電參量型)：先將被測量轉換為電參量(電阻等)，在 外部輔助電源作用下才能輸出電信號。 例如：應變式傳感器，電容式傳感器。,1）按能量 關系,（2）、傳感器的分類,結構型傳感器：基于某種敏感元

3、件的結構形狀或幾 何尺寸(如厚度、角度、位置等)的變化來感受被測 量。例如電容式壓力傳感器，當被測壓力作用在電 容器的動極板(敏感元件)上時，電容器的動極板發 生位移導致電容發生變化。 物性型傳感器：是利用某些功能材料本身具有的內 在特性及效應來感受被測量。例如利用石英晶體的 壓電效應而實現壓力測量的壓電式壓力傳感器。,2）按工作機理分類,（2）、傳感器的分類,模擬型傳感器：輸出連續變化的模擬信號。如感應 同步器的滑尺相對定尺移動時，定尺上產生的感應 電勢為周期性模擬信號。 數字型傳感器：輸出“1”或“0”兩種信號電平。如 用光電式接近開關檢測不透明的物體，當物體位于 光源和光電器件之間時，光

4、路阻斷，光電器件截止 輸出高電平“1”；當物體離開后，光電器件導通輸 出低電平“0”。,3）按輸出信號分類,（2）、傳感器的分類,模擬型傳感器：輸出連續變化的模擬信號。如感應 同步器的滑尺相對定尺移動時，定尺上產生的感應 電勢為周期性模擬信號。 數字型傳感器：輸出“1”或“0”兩種信號電平。如 用光電式接近開關檢測不透明的物體，當物體位于 光源和光電器件之間時，光路阻斷，光電器件截止 輸出高電平“1”；當物體離開后，光電器件導通輸 出低電平“0”。,4）按被測量分類,二、人體健康監測,二、人體健康監測,（1）職業 病監測,工作原理：ccz-1000粉塵測定儀測量塵埃粒子經過一個固定探頭的靜電荷

5、感應量。塵埃粒子與探頭感應產生靜電荷，通1 過探頭進行信號放大并傳送進監測控制系統。靜電荷的大小與塵埃粒子的流量成比。本系統的高科技電子線路把這部分電荷轉換成為控制信號輸出，啟動粉塵超標排放警報，同時用于連續記錄粉塵粒子的總量或濃度。ccz-1000系列裝置提供了目前世界最新交流耦合技術。這是現代最精確和穩定的監測技術，特別適合連續排放記錄和數據累積。,ccz-1000粉塵檢測儀,（1）職業病監測 特點：第一、該儀器采用先進的中央處理器技術。對采集的各種數據 處理快，抗干擾能力強，大大提高了儀器的檢測精度，同時能按時序儲存50次測試記錄。 第二、儀器由中文顯示屏，高性能抽氣泵、粉塵濃度檢測電路

6、、欠壓保護顯示，安全電源等組成。 第三、該儀器配有分級粉塵捕集器，能采集到呼吸性粉塵濃度，其分離效率符合國際公認的“BMRC”曲線標準。 第四、儀器采用自動采樣或手動采樣的方式，以適應不同的檢測標準。 第五、該儀器采用ExibI(150)等級安全型防爆結構，特別適用于煤礦井下及其他含有爆炸危險性氣體的作業場所使用。,（1）職業病監測,濃度范圍,測定儀粉塵濃度測量范圍：0.1- 1000mg/m3,測量誤差,穩定性誤差,測定儀粉塵濃度測量誤差為：10%,測定儀穩定性相對誤差：2.5%,技術指標,采樣流量,采樣流量為：2L/min,（2）生物鐘監測,無線式生物節律研究系統,MINI MITTER無

7、線生理信號采集分析系統用于長時間測量清醒無束縛小型嚙齒類動物的心率,體溫和活動量等生理參數。使用此系統可以保證動物在籠內自由活動，不需要麻醉或束縛，這樣測量到的生理信號更能反映自然狀態下的動物生理狀況。 系統由植入傳感器(E-Mitter)、激發/接收器 (Energizer Receiver)、和數據采集分析軟件(VitalView )構成。植入式傳感器（E-Mitter）工作不需要電池, 它可以在激發/接收器 (Energizer Receiver) 產生的電場下獲得能量。操作者將植入體埋入動物皮下，生理信號被植入傳感器感知并轉換成相應的電信號后，以無線方式發射出來，由飼養籠下方的激發/接

8、收器 (Energizer Receiver)收到并傳遞給數據采集分析系統，完成最終數據處理。系統最多可同時連接32個激發/接收器 (Energizer Receiver)，完成大規模的試驗。,（2）生物鐘監測,E-Mitter植入傳感器 E-Mitter植入感應器是植入在動物體內的微型設備,它集成了傳感器, 放大器, 數字轉換發射電路, 具有無線發射功能功能，并解決了生物體的抗排異反應.有用于測量生物心率,體溫和活動量等多種參數的規格,具體說明如下: 特征: 無線遙測 植入式E-Mitter傳感器沒有電池 ，無電池壽命限制，無需翻新或再充電。 長期監測-植入裝置后允許連續、遙測實驗動物一生

9、準確、可靠, 報告清醒無束縛動物的生理和行為數據.,（2）生物鐘監測,E-Mitter 技術參數:,（3）酒精監測傳感器,TGS2620 酒精、有機溶劑檢測傳感器,（3）酒精監測傳感器,原理： 敏感素子由集成的加熱器以及在氧化鋁基板 上形成的金屬氧化物半導體構成。當可檢知的氣體 存在時，空氣中該氣體的濃度越高，傳感器的電導 率就越高。使用簡單的電路就可以將這種電導率的 變化變換為與氣體濃度對應的輸出信號。 TGS2620 對有機溶劑或其他揮發性氣體有很 高的靈敏度，這種傳感器對一氧化碳等各種可燃性 氣體也靈敏，所以是有多用途的優良傳感器。,（3）酒精監測傳感器,Text,Text,Tex,TG

10、S2620 靈敏度特性曲線和溫濕度影響曲線,靈敏度特性：,縱軸以傳感器電阻比 Rs/Ro 表示，Rs Ro 的 定義如下： Rs 各種濃度氣體中的傳感器電阻值 Ro 300ppm 乙醇中的傳感器電阻值,（3）酒精監測傳感器,TGS2620 靈敏度特性曲線和溫濕度影響曲線,溫濕度曲線：,下圖是典型的溫濕度影響。 這里的縱軸也用傳感器電阻比 Rs/Ro 來表示， 這里的 RsRo 定義如下： Rs各溫度/濕度下的傳感器電阻值 Ro2065RH 下的傳感器電阻值,（4）心電監測,監護儀是用于內科、外科、手術室、ICU病房、CCU病房、急診室、婦產科、骨科、老干部病房、兒科等地方。它是一種精密監測人的

11、生命體征的儀器。因此,又稱多參數生命體征監測儀。,（4）心電監測,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,監護儀的使用參數,1、心率(HR)：正常值：成人為60100次/分 2、呼吸/呼吸率(RESP)：正常值：成人為1620次/分 3、心電(ECG)： 導聯：引導心臟電流流至心電圖機的電路 十二導聯包括：標準導聯、肢體導聯、胸導聯。 標準導聯：、 肢體導聯：AVR、AVL、AVF 胸導聯：V(V1、V2、V3、V4、V5、V6) 4、體溫(TEMP)：。 正常值：36.037.0 oC 5、血壓(NIBP)： 正常值：收縮壓為90140mmHg，舒張壓為6090mmHg 6、血氧飽和度(SPO2)： 公式：SPO2=HbO2 / (HbO2 +Hb ) %正常值：85以上,（4）心電監測,1 血氧探頭連接示意圖 （1）將血氧探頭的插與主機相連。 （2）血氧探頭在自動張力的情況