火爆一時的血氧儀, 原理竟然很簡單?
春節(jié)前新冠流行高峰期間,額溫槍、布洛芬、口罩等眾多防疫商品供不應(yīng)求,其中,尤其是“血氧儀”,一躍成為吸引眼球的隨身防疫設(shè)備,血氧儀可以監(jiān)測人體的脈搏、血氧飽和度等指標(biāo),有腕表式、指夾式、手持式等各種類型。在第十版《新型冠狀病毒感染診療方案》中表明,血氧飽和度≤93%是判斷新冠重癥的重要依據(jù),許多人越來越關(guān)注血氧指標(biāo),在12月中旬至1月初,網(wǎng)絡(luò)搜索血氧儀的熱度直線攀升。

專家曾建議社區(qū)給老年人等脆弱人群贈送脈搏血氧儀或指夾血氧儀進(jìn)行重癥監(jiān)測,彼時血氧儀在各大電商平臺的價格和銷量劇增,有些價格甚至較平時翻了數(shù)倍但仍“一機(jī)難求”。
血氧儀的工作原理
指夾式血氧儀采用透射式算法,其將兩束波長分別為660nm的紅光和940nm的近紅外光通過傳感器照射到人體的指尖區(qū)域,接收端的光電二極管會產(chǎn)生一個跟隨脈搏變化的微弱光電流,把光電流轉(zhuǎn)換、濾波、放大后得到脈搏波形,根據(jù)波峰間距可得到脈搏頻率。


攜帶氧氣的血紅蛋白稱為氧合血紅蛋白,空載狀態(tài)的血紅蛋白稱為還原血紅蛋白。因?yàn)檠褐械难鹾涎t蛋白和還原血紅蛋白對紅光和紅外光線的吸收能力不同,光敏二極管接受到信號,再轉(zhuǎn)化為電信號,根據(jù)紅光和紅外光的電流比例,經(jīng)過處理器一系列算法運(yùn)算后可得到血氧飽和度的值。唯樣商城自建高效智能倉儲,擁有自營庫存超100,000種,提供一站式正品現(xiàn)貨采購、個性化解決方案、選型替代等多元 化服務(wù)。
血氧儀拆解案例分享
血氧儀通過MCU,存儲芯片、控制LED的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、傳感器以及分立器件和被動器件,實(shí)現(xiàn)對脈搏血氧濃度的監(jiān)控,如下以魚躍醫(yī)療指夾式血氧儀YX303拆解為例進(jìn)行說明。

YX303血氧儀,尺寸58x32x34毫米,紅框位置為LED對管,上方為紅外光發(fā)射管、下方為紅外光接收管。

打開頂部外殼,可看到OLED顯示屏以及PCB板的序列號。
紅色箭頭為4.7uH貼片功率電感器,具有小型化,高品質(zhì),高能量儲存和低電阻之特性。黑色箭頭為圣邦微SGM2019-3.3YC5G/TR芯片、其具有低功耗,低噪聲,低壓差、電壓低、熱過載保護(hù)的特點(diǎn)。

紅圈位置為紅外光傳感器,主控芯片是采用意法半導(dǎo)體的STM32F051C8T6系列。由于指尖傳遞的信號較為微弱,且易被干擾,因此還需要用到濾波電路,前置放大電路等。

紅框位置為潤石的模擬開關(guān)RS 2105,藍(lán)框位置為圣邦微SGM2019-3.3YC5G/TR芯片,正反面各有一個。
黃框位置為圣邦微品牌的低噪音、低電壓和低功率運(yùn)算放大器SGM 8634,該器件具有6MHZ高增益帶寬乘積,3.7V/μs的旋轉(zhuǎn)速率和5V的470μA/放大器的靜態(tài)電流。白框位置為S8050 NPN型三極管,其目的是把微弱信號放大成輻值較大的電信號,也用作無觸點(diǎn)開關(guān)。
通過拆解報告我們可以看到,血氧儀內(nèi)部電路模塊運(yùn)用到了MCU,電源IC,傳感器,分立器件等元器件,絕大多數(shù)元器件均可在唯樣下單購買。除此之外,唯樣還擁有國內(nèi)外知名被動件品牌可供選擇,如國巨,TDK,KEMET,村田,麗智,大毅等。

如今,感染的高峰已褪去,血氧儀供不應(yīng)求的現(xiàn)象也逐漸緩解,但仍有醫(yī)生建議老年人家中常備血氧儀有利于健康相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測并及時發(fā)現(xiàn)問題。
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