Датчик пульса

[mihail1]

Здравствуйте. Собираюсь сделать устройство для улавливания пульса с целью его последующей обработки на ПК.
Рассматриваю 3 способа:
1) Инфракрасная оптопара
2) Низкочастотный динамик
3) Электроимпульс
В радиоэлектронике пока плохо разбираюсь. Не дадите никаких общих советов о том, что лучше использовать и что лучше изучить?

[Pinky2]

Видел несколько схем( в т.ч промышленных) . ИК пара.

[mihail1]

Видел несколько схем( в т.ч промышленных) . ИК пара.

А лучше делать на просвет или на отражение?

[B@R5uk]

А куда вы собираетесь ставить датчик? От этого много зависит. На кровать, например, обычный механико-электрический подошёл бы. Микрофон то бишь.

[Panda_Y2K]

Практически все датчики пульса делают на ИК Оптопарах. Работают они как на просвет, так и на отражение, во втором случае нужен более чувствительный усилитель.
Схем собственно усилителя полно, на пример: http://people.ece.cornell.edu/land/cour ... index.html
На этом же сайте сделали штуку, которая играя синхронизируется с ритмом твоего сердца : http://people.ece.cornell.edu/land/cour ... _yf88.html
Вот схема усилителя с сайта Chip enable http://chipenable.ru/index.php/projects ... pulsa.html
Я делал вот такой (на радиодеде нашел) http://radioded.ru/skhema-na-mikrokontr ... itel-pulsa, к стати только на нем дали ссылку на первоисточник, схема то буржуйская
http://www.8051projects.net/news-i166-h ... ystem.html
Но нарисована ужасно, вот для себя перерисовал

Спойлер

Внизу схема размером побольше.
Вот так выглядит

[B@R5uk]

По какому принципу работает оптопара в вашей схеме? В смысле, как пульс преобразуется в колебания светового потока?

[m.ix]

Спойлер

Кряной поток имеет давление а значит плотность иными словами количество тёмных телец.
Ещё ближе светопропускную способность.
Если конечно в вашей крови не чистая валерьянка.

[mihail1]

А куда вы собираетесь ставить датчик? От этого много зависит. На кровать, например, обычный механико-электрический подошёл бы. Микрофон то бишь.

Спасибо. Вот думаю на этим вопросом. Я уже склеивал фонендоскоп с микрофоном и выполнял потоковую обработку звука на ПК. Результат получился несерьёзным. Я подумал, что способ с оптопарой будет на уровень точнее и шумов будет в разы меньше. Может быть, я мало знаю о применении микрофонов в данном случае.

Думаю, первым делом нужно научиться передавать информацию с простых датчиков на компьютер. Не знаю насколько сложна эта задача...

[Panda_Y2K]

Оптопара работает всегда работает по одному принципу - светодиод светит на фотодиод (фоторанзистор, резистор,и т.д.), последний открывается.
Часть ИК излучения отражается от крови и таким образом ИК пара может работать на отражение, но чувствительность ниже.
На отражение практичнее, сейчас во всех современных фитнес браслетах ИК пары работают на отражение, только вместо фотодиода, там целая матрица, чувствительность должно быть сильно выше.
При чем как пишут на отражение может работать (с большей или меньшей эффективностью) от любого участка тела. (Кровь ведь везде есть)
В браслетах датчик сверху запястья стоит.

[B@R5uk]

Panda_Y2K, спасибо за комментарии.

[falkonist]

Все три способа имеют место быть.
1) Оптический (фотопульсометрия) - уже расписан. Недостаток - принципиально невозможно калибровать, т.е. определить зависимость амплитуды полученной кривой от объема крови, протекающей под датчиком.
2) Механический широко используется в автоматических тонометрах (измерителях давления). Только не микрофоном, а пьезодатчиком. Недостаток - тот же. Плюс чувствительность к движениям, вызывающим артефакты регистрации
3) Электрический - называется реография. Изменение сопротивления току высокой частоты. Колебания сопротивления примерно 0,01%. Есть возможность калибровки. Коэффициент корелляции между амплитудой кривой и объемом крови примерно 0,7...0,8. Недостаток - как в п.2. (артефакты от движений).

[mihail1]

Все три способа имеют место быть.
1) Оптический (фотопульсометрия) - уже расписан. Недостаток - принципиально невозможно калибровать, т.е. определить зависимость амплитуды полученной кривой от объема крови, протекающей под датчиком.
2) Механический широко используется в автоматических тонометрах (измерителях давления). Только не микрофоном, а пьезодатчиком. Недостаток - тот же. Плюс чувствительность к движениям, вызывающим артефакты регистрации
3) Электрический - называется реография. Изменение сопротивления току высокой частоты. Колебания сопротивления примерно 0,01%. Есть возможность калибровки. Коэффициент корелляции между амплитудой кривой и объемом крови примерно 0,7...0,8. Недостаток - как в п.2. (артефакты от движений).

Спасибо большое! И мне очень важен ещё один совет.

В моей работе необходимо считывать пульс с частотой дискретизации больше 80 000 отсчётов в секунду и анализировать полученные данные (БПФ, фильтрация, ОБПФ, автокорреляция и тд).

Данную работу нужно выполнить за 3 месяца, и основная проблема для меня - недостаток знаний в радиотехнике. Всему остальному я научился.

Интересовался платформой Ардуино, но там оказался АЦП с маленькой разрешающей способностью - 8-10 бит. Необходимо - 16-32 бит.

Имея уже написанную программу по анализу и обработке звука с микрофона, я очень хочу найти датчик, который можно подключить к компьютеру (как микрофон), не занимаясь программированием микроконтроллеров.

С таким подходом к делу, у меня есть шансы создать что-то качественное, или необходимо всё-же смотреть в сторону ИК-пары?

[falkonist]

80 кГц - офигенно много. Частотный диапазон пульсовой волны укладывается в 30...40 Гц. Т.е. по теореме Котельникова укладывается в частоту дискретизации 80 Гц. Что на 3 порядка меньше. И этого - вполне достаточно.

Даже для электромиограммы достаточно 20 кГц. А во львовско-венгерском электромиографе ЭМГСТ-01 вообще было 2 кГц. И хватало.

И нафига нужна такая большая разрядность? 8 бит - тоже "за глаза".

[mihail1]

80 кГц - офигенно много. Частотный диапазон пульсовой волны укладывается в 30...40 Гц. Т.е. по теореме Котельникова укладывается в частоту дискретизации 80 Гц. Что на 3 порядка меньше. И этого - вполне достаточно.

Даже для электромиограммы достаточно 20 кГц. А во львовско-венгерском электромиографе ЭМГСТ-01 вообще было 2 кГц. И хватало.

И нафига нужна такая большая разрядность? 8 бит - тоже "за глаза".

Я думаю, чтобы построить фазовый портрет и определить патологии необходима большая точность. Если это не так, я буду очень рад.

[falkonist]

Патологию Вы по "фазовому портрету" никакую не определите. Это миф.

[mihail1]

Патологию Вы по "фазовому портрету" никакую не определите. Это миф.

По крайней мере мой преподаватель так задание сформулировал. Я ещё буду многое уточнять. Спасибо!

[falkonist]

А он у Вас кто - врач функциональной диагностики?

[IRMADE]

Почитайте в журнале Радио 1974г., №3, стр.60. Измеритель пульса.

[mickbell]

2) Механический широко используется в автоматических тонометрах (измерителях давления). Только не микрофоном, а пьезодатчиком. Недостаток - тот же. Плюс чувствительность к движениям, вызывающим артефакты регистрации

Поправочка. В нормальных тонометрах применяется осциллометрический принцип измерения давления и пульса, он устойчив к артефактам. Принцип таков: есть датчик давления с хорошим быстродействием, его показания вводятся в МК и он анализирует "осциллограмму" давления в манжете во времени. Давление колеблется из-за изменения объёма пережимаемой артерии. Вид колебаний - нечто вроде пилы, причём если давление в манжете находится между систолическим и диастолическим, на спадах (если не ошибаюсь, мог забыть) этой пилы появляются зубчики - те самые тоны Короткова, которые слышны ушами, если измерять по старинке.

[falkonist]

Ну, "нормальные" тонометры - понятие растяжимое. Не знаю последних разработок, возможно, что сейчас они работают с единственным абсолютным датчиком, с программным выделением первой производной. Раньше они делались с двумя датчиками - один абсолютного значения (измерял давление в манжете), а второй - дифференциальный, к одной стороне которого давление в манжете прикладывалось напрямую (широкая частотная полоса), а к о второй - через воздушный дроссель (ФНЧ). Вот с последнего и снимались "зубчики" тонов Короткова.