專利名稱：多功能保健儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械、理療裝置，特別涉及醫(yī)療器械、理療裝置的組合。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的家庭保健電子產(chǎn)品功能都比較單一，只有一種功能，若想用其他的功能就必須單獨(dú)購買具有所需功能的產(chǎn)品，使用者感到不便。而單一產(chǎn)品也有其不足之處。
電子血壓計(jì)首先在壓力傳感器這個(gè)關(guān)鍵部件上很多產(chǎn)品采用的是容壓式壓力傳感，容壓式壓力傳感的電容值是隨著的壓力值的變化而變化。將電容值通過轉(zhuǎn)換電路變換為頻率值，然后由單片機(jī)計(jì)算出收縮壓及舒張壓。有的產(chǎn)品雖然使用電壓式壓力傳感器，但是為了節(jié)約成本，也將電壓值轉(zhuǎn)換為頻率值去計(jì)算收縮壓及舒張壓。這樣設(shè)計(jì)在技術(shù)上是可行的而且成本也相對(duì)的比較低廉，但是在實(shí)用中，測(cè)量血壓所要撲捉的人體脈搏信號(hào)相對(duì)的較微弱且頻率較低，由于頻率較容易受到外界信號(hào)的干擾，所以測(cè)量出來的結(jié)果并不能完全令人滿意。
普通的電子體溫計(jì)采用的溫度傳感器件多為熱敏電阻，存在傳感時(shí)間長(zhǎng)(需10-15分鐘)，測(cè)量誤差大，必須在腋下及舌底測(cè)量等缺點(diǎn)。
大多數(shù)的低頻理療儀是采用1000Hz以下單一的脈沖頻率，這單一的脈沖頻率在通過升壓電路要引起變形(升壓電路存在非線性特性)。根據(jù)低頻電療法的理論我們知道它存在著對(duì)機(jī)體刺激作用強(qiáng)，機(jī)體對(duì)低頻電流耐受性差，并且作用于機(jī)體的層次較淺，皮膚對(duì)其敏感，有的產(chǎn)品對(duì)不同的使用者有刺疼痛感，所以治療的效果不太顯著。
現(xiàn)有的的臭氧發(fā)生器多是使用交流供電方式工作(電壓為交流220V)，使用范圍有它的局限性。臭氧發(fā)生器件也多采用臭氧發(fā)生管(屬玻璃易碎品)，其體積比較大，效率低，抗震能力差等缺點(diǎn)。在其工作開啟時(shí)是處于連續(xù)的工作狀態(tài)，這樣就有可能造成過劑量的臭氧產(chǎn)生，危害人的身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述不足之處提供一種至少能包含上述兩種功能以上的、使用方便的多功能保健儀。
本發(fā)明的目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種多功能保健儀，包括中央處理器、電源電路，還包括液晶顯示器以及至少包含下列所示各項(xiàng)儀器其中兩項(xiàng)以上的電路和外圍裝置，①耳式體溫計(jì)包括紅外傳感器、運(yùn)算放大器，其中紅外傳感器包括溫差電池和具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，紅外傳感器輸出信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器后到中央處理器的A/D轉(zhuǎn)換通道；②血壓、心律計(jì)包括帶有氣囊的袖套、與氣囊連接的充放氣管和脈管、與脈管連接的壓力傳感器，充放氣管上設(shè)有閥門和氣泵，壓力傳感器經(jīng)運(yùn)算放大器與中央處理器連接；③眼睛保健儀包括眼罩、設(shè)置在眼罩上的紅、綠、藍(lán)三原色發(fā)光器件，中央處理器輸出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件；④臭氧發(fā)生器包括升壓變壓器、臭氧發(fā)生器件，臭氧發(fā)生器件連接到升壓變壓器，升壓變壓器由中央處理器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)；⑤低頻理療儀包括升壓電路、電極片，中央處理器輸出信號(hào)至升壓電路，升壓電路輸出到電極片。
本發(fā)明為組合式發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，突破了原單一功能的局限，功能多樣化，使用方便，同時(shí)在單一功能上也比現(xiàn)有產(chǎn)品有較大的改進(jìn)。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的電路原理圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的程序圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的采樣時(shí)序圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的中斷流程圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的外圍裝置示意圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例之耳式體溫計(jì)的電路原理圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例之耳式體溫計(jì)的流程圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例之耳式體溫計(jì)的中斷流程圖。


圖10是本發(fā)明實(shí)施例之眼睛保健器的電路圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例之眼睛保健器的信號(hào)波形圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施例之臭氧發(fā)生器的電路圖。
圖13是本發(fā)明實(shí)施例之臭氧發(fā)生器的信號(hào)波形圖。
圖14是本發(fā)明實(shí)施例之低頻理療器的信號(hào)調(diào)制原理圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施例的功能結(jié)構(gòu)圖。
圖16是本發(fā)明實(shí)施例之血壓和心律計(jì)的電路圖。
圖17是本發(fā)明實(shí)施例之耳式體溫計(jì)的電路圖。
圖18是本發(fā)明實(shí)施例之低頻理療器的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，一種多功能保健儀，包括中央處理器1、電源電路2，還包括液晶顯示器3以及至少包含下列所示各項(xiàng)儀器其中兩項(xiàng)以上的電路和外圍裝置，①耳式體溫計(jì)包括紅外傳感器41、運(yùn)算放大器42，其中紅外傳感器41包括溫差電池411和具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻412，紅外傳感器41輸出信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器42后到中央處理器1的A/D轉(zhuǎn)換通道；②血壓、心律計(jì)包括帶有氣囊511的袖套512、與氣囊511連接的充放氣管513和脈管514、與脈管連接的壓力傳感器52，充放氣管513上設(shè)有閥門515和氣泵516，壓力傳感器52經(jīng)運(yùn)算放大器53與中央處理器1連接；③眼睛保健儀包括眼罩、設(shè)置在眼罩上的紅、綠、藍(lán)三原色發(fā)光器件61，中央處理器1輸出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器63，驅(qū)動(dòng)器63驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件61；④臭氧發(fā)生器包括升壓變壓器71、臭氧發(fā)生器件72，臭氧發(fā)生器件72連接到升壓變壓器71，升壓變壓器71由中央處理器1輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)；⑤低頻理療儀包括升壓電路81、電極片82，中央處理器1輸出信號(hào)至升壓電路81，升壓電路81輸出到電極片82。
所述液晶顯示器3為132×64點(diǎn)陣。
本實(shí)施例中還設(shè)有輸入鍵盤9，輸入鍵盤9與中央處理器1連接；通過輸入鍵盤9可進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。通過輸入鍵盤9充分利用軟件系統(tǒng)設(shè)置的功能達(dá)到較好的使用效果。
軟件系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖15所示。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，中央處理器1采用單片機(jī)。
對(duì)于耳式體溫計(jì)部分，所述耳式體溫計(jì)的測(cè)量部位為人體耳膜。人體的耳膜溫度在臨床被證明是人體溫度的可靠指標(biāo)。耳膜的位置靠近視丘下部，而視丘下部是人體溫度的調(diào)節(jié)器官。耳膜本身及薄且看起來透明，它散發(fā)出來的紅外線能量是測(cè)量人體溫度很好的指標(biāo)。因此認(rèn)為耳膜是提供了一條測(cè)量人體溫度的可靠路徑。
如圖7所示，該耳式體溫計(jì)的紅外傳感器41包括溫差電池411和具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻412；紅外傳感器41輸出信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器42后到中央處理器1的A/D轉(zhuǎn)換通道。
如圖7、圖8所示，所述紅外傳感器41輸出信號(hào)有兩路，一路是由溫差電池(Thermopile)411感應(yīng)到的人體耳膜溫度信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器41 U502后通過射隨放大器43 U104(B)加入到中央處理器1 U202的A/D轉(zhuǎn)換通道；另一路信號(hào)是由熱敏電阻(Thermistor)412感應(yīng)到的器件溫度信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)射隨放大器43 U104(A)加入到中央處理器U202的A/D轉(zhuǎn)換通道；綜合以上兩路A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由中央處理器1計(jì)算出人體溫度。
經(jīng)硬件電路處理的兩路信號(hào)一路是在一定環(huán)境溫度下溫差電池411的輸出電壓；另一路是熱敏電阻412的阻值對(duì)應(yīng)的輸出電壓，分別進(jìn)入單片機(jī)1的A/D轉(zhuǎn)化通道。根據(jù)兩個(gè)一維數(shù)據(jù)表可以確定出環(huán)境溫度與熱敏電阻的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式及環(huán)境溫度與溫差電池輸出電壓函數(shù)關(guān)系式，首先由熱敏電阻輸出的電壓確定環(huán)境溫度，利用測(cè)得的環(huán)境溫度作為參數(shù)計(jì)算出人體溫度。耳式體溫計(jì)的流程如圖8所示。圖9為中斷流程圖。
血壓、心律計(jì)部分。如圖2所示，所述壓力傳感器52與對(duì)壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)行差分放大的差分放大器54連接，差分放大器54接信號(hào)分離電路55；信號(hào)分離電路55完成壓力信號(hào)與脈搏信號(hào)的分離，所得的壓力信號(hào)直接進(jìn)入中央處理器1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；分離出來的脈搏信號(hào)經(jīng)后級(jí)放大電路56和濾波器57后進(jìn)入中央處理器1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；信號(hào)采樣頻率為200Hz～300Hz，采樣過程由中央處理器1的中斷程序完成；在第n個(gè)采樣時(shí)間讀取壓力信號(hào)BS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器濾波后輸出；在第n+1個(gè)采樣時(shí)間讀取脈搏信號(hào)PS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器和一介慣性濾波器濾波后，計(jì)算脈搏信號(hào)波形峰值后輸出。
如圖6所示，在血壓及心率測(cè)量過程中，采用帶有自動(dòng)充氣和放氣閥515的袖套512來箍壓，在箍壓時(shí)自動(dòng)沖氣，完成箍壓時(shí)自動(dòng)放氣(用單片機(jī)1控制)。在箍壓過程，脈搏信號(hào)和壓力信號(hào)通過導(dǎo)管514傳到壓力傳感器52中。為了提高測(cè)量的精度，采用儀表微弱信號(hào)的測(cè)量技術(shù)，對(duì)傳感器52輸出信號(hào)進(jìn)行差分放大，充分利用差分放大器54具有抗干擾性、共模比高等特點(diǎn)。電路選擇了低噪聲、低漂移的CMOS運(yùn)算放大器。放大的信號(hào)電壓經(jīng)過濾波后送進(jìn)單片機(jī)1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
血壓、心律計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖2所示，所用的傳感器5 2是日本Fujikura公司的FPN-07PG型壓力傳感器，在0～48.26kPa的壓力范圍內(nèi)其輸出電壓信號(hào)有良好的線性范圍。通過脈管514和一個(gè)環(huán)繞的帶自動(dòng)充氣泵516和放氣閥515的袖套512連接。單片機(jī)1對(duì)袖套512的充、排氣進(jìn)行控制，壓力傳感器52對(duì)袖套512內(nèi)的氣壓進(jìn)行感測(cè)轉(zhuǎn)換。壓力傳感器52輸出的電壓信號(hào)是很微弱的，壓力的變化所產(chǎn)生的電信號(hào)只有μV級(jí)，因而，差分放大器54要對(duì)信號(hào)進(jìn)行差分一級(jí)放大并去噪，再進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。信號(hào)分離電路55完成壓力信號(hào)與脈搏信號(hào)的分離。所得的壓力信號(hào)直接進(jìn)入單片機(jī)1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。分離出來的脈搏信號(hào)相對(duì)微弱得多且存在一些敏感的高頻干擾，因而后級(jí)放大電路56對(duì)其進(jìn)行高頻濾波后進(jìn)入單片機(jī)1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。單片機(jī)1對(duì)此兩路信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波等各種數(shù)字處理。單片機(jī)1采用美國(guó)TI公司的16位單片機(jī)MSP430-135(內(nèi)含12位A/D轉(zhuǎn)換)。
如圖16所示，運(yùn)算放大器U101(B、D)與U105組成恒流源，為壓力傳感器52(U203FPN-07GP)提供工作條件，這樣可以保證有良好的線性輸出電壓。VR101做為壓力傳感器輸出平衡調(diào)整。壓力傳感器52輸出的信號(hào)通過由運(yùn)算放大器U102(C、D)組成的差分放大器54進(jìn)行一級(jí)有效的放大。C104、C105用來濾除高頻信號(hào)。放大的信號(hào)包含壓力信號(hào)和脈搏信號(hào)。由于壓力傳感器的輸出電壓存在一定的誤差范圍，VR102可以精確的調(diào)整輸出電壓。
由差分放大器54U102(C、D)放大的信號(hào)包含了壓力信號(hào)(BLOODPRESSUER)和脈搏信號(hào)(PULSE SIGNAL)，此時(shí)的脈搏信號(hào)(PULSE SIGNAL)要比壓力信號(hào)(BLOOD PRESSUER)微弱的多。所得的信號(hào)經(jīng)過由U102(B)、R107、R108、R109、R110組成的零點(diǎn)調(diào)整電路后分成兩路一路通過射隨放大器U104(C)進(jìn)入單片機(jī)U202的A/D轉(zhuǎn)換通道進(jìn)行分析；另一路送入由U103(A)、R112、R113、C108、C109組成的信號(hào)分離電路55，其完成壓力信號(hào)與脈搏信號(hào)的分離。如果壓力信號(hào)沒有被很好的抑制，脈搏信號(hào)的基線就不能穩(wěn)定，因此帶通濾波被設(shè)計(jì)用于在脈搏信號(hào)進(jìn)入后級(jí)放大之前與壓力信號(hào)分離。確定此帶通濾波器的兩個(gè)截止頻率應(yīng)小心選擇以確保脈搏信號(hào)不會(huì)失真或丟失。
同時(shí)本帶通過濾器的增益，由(R112/R111)+1決定，利用此增益對(duì)分離出的極微弱的脈搏信號(hào)(PULSE SIGNAL)進(jìn)行一次有效的放大。C110用來濾去高頻成份。
在自動(dòng)泵氣的同時(shí)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響脈搏信號(hào)(PULSESIGNAL)，此噪聲信號(hào)由U103(B)、R114、R115、C111、C112所組成的二階低通濾波器57濾除。
經(jīng)過濾波后的脈搏信號(hào)(PULSE SIGNAL)通過射隨放大器輸出U104(B)加入到單片機(jī)U202的A/D轉(zhuǎn)換通道進(jìn)行分析。
綜合以上兩路A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由單片機(jī)U202精確的計(jì)算出收縮壓和舒張壓。
由壓力傳感器傳感的壓力信號(hào)BS(BLOOD SIGNAL)和脈搏信號(hào)PS(PULSESIGNAL)經(jīng)過硬件電路處理后進(jìn)入單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道，對(duì)脈搏信號(hào)PS和壓力信號(hào)BS同時(shí)進(jìn)行跟蹤采樣。隨著壓力信號(hào)BS的增大，脈搏信號(hào)PS會(huì)出現(xiàn)并且振幅不斷增大，但增大到一定值后，振幅又會(huì)趨向于減小，直至脈搏信號(hào)PS信號(hào)最終消失。脈搏信號(hào)PS信號(hào)消失后，再加壓BS信號(hào)5kPa左右后停止加壓，排氣開始。
在排氣過程中，設(shè)定一個(gè)收縮壓的閥值與一個(gè)舒張壓的閥值。隨著排氣的進(jìn)行，當(dāng)壓力信號(hào)BS下降到一定值時(shí)，脈搏信號(hào)PS又會(huì)重新出現(xiàn)，這時(shí)脈搏已沖開給阻塞住的血管。對(duì)脈搏信號(hào)PS信號(hào)繼續(xù)進(jìn)行跟蹤采樣，當(dāng)其振幅超過收縮壓的閥值時(shí)，此時(shí)的壓力信號(hào)BS值就是收縮壓的大小。繼續(xù)跟蹤采樣脈搏信號(hào)PS，隨后的脈搏信號(hào)PS信號(hào)振幅會(huì)繼續(xù)增大到一定值然后下降，當(dāng)其降到所設(shè)定的舒張壓的閥值時(shí)，此時(shí)所得的壓力信號(hào)BS值就是舒張壓的大小。在對(duì)脈搏信號(hào)的采樣同時(shí)心率值也一并計(jì)算出來。
程序框圖見圖11，血壓、心律計(jì)首先進(jìn)行初始化中斷，然后自動(dòng)歸零調(diào)整，開始測(cè)量程序，向氣囊充氣，經(jīng)一定時(shí)間后停止充氣，測(cè)量并顯示壓力值，判斷壓力是否超范圍，若超范圍則停止充氣并排氣同時(shí)超范圍告警，若不超范圍則認(rèn)定數(shù)據(jù)有效，尋找舒張壓、收縮壓，停止充氣并開始排氣，計(jì)算心率、顯示舒張壓、收縮壓、心律數(shù)值。
本實(shí)施例中，壓力信號(hào)BS和脈搏信號(hào)PS采樣頻率為250Hz，采樣的時(shí)序如圖12所示。
采樣過程由單片機(jī)1的中斷程序完成。中斷程序流程圖如圖13所示。在第n個(gè)采樣時(shí)間讀取壓力信號(hào)BS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器濾波后輸出；在第n+1個(gè)采樣時(shí)間讀取脈搏信號(hào)PS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器和一介慣性濾波器濾波后，計(jì)算脈搏信號(hào)波形峰值后輸出。
除了在硬件上采用了模擬濾波器電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行了必要的濾波外，在中斷了程序中，對(duì)壓力信號(hào)和脈搏信號(hào)的采樣處理也應(yīng)用了數(shù)字濾波器技術(shù)。移動(dòng)平均濾波器可以有效地抑制信號(hào)的高頻噪聲，一階慣性濾波器可以抑制低頻干擾信號(hào)，對(duì)周期干擾具有良好的抑制作用，尤其是充氣馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)噪聲最為明顯。以上兩種濾波器都能滿足對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)處理的要求。
脈搏信號(hào)波形峰值的精確定位是一個(gè)重要的功能，它關(guān)系到后面心率計(jì)算及確定舒張壓與收宿壓結(jié)果的正確性。
將得到的數(shù)據(jù)送至液晶屏顯示，一目了然。測(cè)量血壓的同時(shí)也對(duì)心率做了計(jì)算。在計(jì)算時(shí)盡量排除血壓、心率提取處理中的噪聲干擾與非線性變形，提高血壓、心率測(cè)量的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，并加強(qiáng)了操作上的自動(dòng)性和智能性。
眼睛保健儀部分。所述眼睛保健儀包括眼罩、設(shè)置在眼罩上的紅、綠、藍(lán)三原色發(fā)光器件61。所述發(fā)光器件61為發(fā)光二極管；驅(qū)動(dòng)信號(hào)根據(jù)人體生物鐘的頻率設(shè)定三組，并且每一組的信號(hào)都由5種頻率相同，占空比不同的脈沖組成。
眼睛保健功能主要是對(duì)由于長(zhǎng)時(shí)間的電腦操作，或看電視時(shí)間過長(zhǎng)，以及辯色力弱、色盲等患者的一種輔助理療。原理是由中央處理器1產(chǎn)生人體生物鐘的頻率，去驅(qū)動(dòng)外接在眼罩上的紅、綠、藍(lán)三原色發(fā)光器件61，并變換出各種色彩，以解除眼部疲勞，激發(fā)視網(wǎng)膜神經(jīng)組織對(duì)光及顏色的敏感度。達(dá)到保護(hù)視力的目的。
如圖10所示，本功能的實(shí)現(xiàn)主要根據(jù)人體生物鐘的頻率設(shè)定三組驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且每一組的信號(hào)都由5種頻率相同，占空比不同的脈沖組成，由單片機(jī)U202的I/O口(S4，S5，S6)輸出，三組信號(hào)分別經(jīng)過U302(E、B)、U302(C、D)、U302(A、F)去驅(qū)動(dòng)外接眼罩內(nèi)的紅色、綠色、藍(lán)色三只發(fā)光二極管L301、L302、L303。由于每一組驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比不同，所以每一只發(fā)光二極管的發(fā)光時(shí)間也不同，根據(jù)人類視像的暫停效應(yīng)，不同亮度，不同光源的三色信號(hào)，可組成很多種不同的顏色。這多種不同的顏色按照人體生物鐘的頻率，隨機(jī)的變換，以達(dá)到松弛視覺神經(jīng)，解除眼部疲勞，增加辨色力的功效。
如圖11所示，設(shè)定三組時(shí)序，分三路輸出，每一組時(shí)序的頻率相同，占空比不同(置1的延時(shí)時(shí)間不同)，這樣三路輸出就可以組合為不同的數(shù)據(jù)，在電路輸出端(發(fā)光二極管)，就可以變化出不同的顏色。
臭氧發(fā)生器部分。所述臭氧發(fā)生器包括升壓變壓器、臭氧發(fā)生器件。所述臭氧發(fā)生器件為陶瓷臭氧發(fā)生片。所述臭氧發(fā)生器的頻率驅(qū)動(dòng)信號(hào)由中央處理器內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生，經(jīng)運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)晶體管，到升壓變壓器。
臭氧陶瓷發(fā)生片O301需要工作電壓為3000V頻率為30000Hz，升壓變壓器T302完成由+9V到3000V電壓的轉(zhuǎn)換。30000Hz頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由單片機(jī)U202內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生并通過U301(A、F)驅(qū)動(dòng)晶體管Q305，如圖12所示，其工作方式分為定時(shí)連續(xù)和定時(shí)間歇，信號(hào)的波形參見圖13所示。
由于臭氧發(fā)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是由單片機(jī)控制，因此，可以采取定時(shí)連續(xù)、定時(shí)間歇的工作方式，從而避免了過劑量的產(chǎn)生臭氧的可能。同時(shí)也降低了耗電。延長(zhǎng)了電池壽命。
將輸出時(shí)序設(shè)定為30000K，每?jī)擅腌姸〞r(shí)(1秒鐘)間歇輸出，驅(qū)動(dòng)外圍電路，達(dá)到既能夠產(chǎn)生臭氧又可以避免臭氧過量的功能。同時(shí)也降低了耗電。延長(zhǎng)了電池壽命。
低頻理療儀部分。所述低頻理療儀包括升壓電路、電極片。所述低頻理療儀的頻率調(diào)整由低頻調(diào)制中頻電流，低頻的頻率為20Hz～100Hz，中頻的頻率為5KHz～8KHz；其信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路為推挽式電路，調(diào)制信號(hào)由中央處理器1內(nèi)部定時(shí)器按一定的時(shí)序產(chǎn)生兩路輸出，通過運(yùn)算放大器83驅(qū)動(dòng)晶體管84輪流導(dǎo)通，由升壓變壓器81輸出，輸出端的兩端產(chǎn)生極性相反的信號(hào)；在中央處理器1內(nèi)設(shè)定一個(gè)固定的延時(shí)子程序，重復(fù)調(diào)用這個(gè)子程序，產(chǎn)生一個(gè)5KHz～8KHz的中頻時(shí)序，低頻調(diào)制信號(hào)是設(shè)定的20Hz到200Hz時(shí)序，將中頻時(shí)序鑲套在低頻時(shí)序中，產(chǎn)生低頻調(diào)制中頻的包絡(luò)信號(hào)。
當(dāng)選擇低頻理療功能時(shí)，液晶顯示屏3上會(huì)依次顯示出捶、拍、揉、搓、循環(huán)五個(gè)子功能，理療方式選定后，單片機(jī)1模擬出逼真感覺的頻率，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，由外接的可粘貼于人體皮膚的藥用電極片82對(duì)人體進(jìn)行理療。
為了改善人體機(jī)體對(duì)低頻電流耐受性差(不同的使用者有刺疼痛感)，并且使作用于機(jī)體的層次較深，采用了雙動(dòng)態(tài)調(diào)制中頻電療法技術(shù)，它是一種新型的由低頻調(diào)制中頻電流。根據(jù)不同的臨床應(yīng)用，低頻的頻率可在20Hz到100Hz變化(調(diào)制信號(hào))，中頻的頻率可在5KHz到8KHz變化(被調(diào)制信號(hào))，以達(dá)到雙動(dòng)態(tài)調(diào)制的效果，在臨床主要表現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)(1)無電解作用由于電路采用的是推挽式電路，輸出電極與輸入隔離，無直流成分，作用時(shí)無正負(fù)極之分。對(duì)人體的機(jī)體不產(chǎn)生電解作用。
(2)增加作用深度機(jī)體組織等效于一個(gè)電容器C，對(duì)中頻電流呈現(xiàn)的容抗，可用下列公式表示XC=12·π·f·c]]>從式中可知，頻率f越高則容抗Xc越小。因此，中頻電流可以克服機(jī)體組織電阻，而達(dá)到較大的作用深度。
(3)鎮(zhèn)痛作用中頻電療作用的局部，皮膚痛閾明顯增高，臨床上有良好的鎮(zhèn)痛作用。尤其是低頻調(diào)制的中頻電流作用最明顯。
(4)促進(jìn)血液循環(huán)中頻電流，特別是50～100Hz的低頻調(diào)制中頻電流，有明顯的促進(jìn)局部血液和淋巴循環(huán)的作用，可使皮膚溫度上升，小動(dòng)脈和毛細(xì)血管擴(kuò)張，開放的毛細(xì)血管數(shù)目增多等。
(5)鍛煉骨骼肌低頻調(diào)制的中頻電流與低頻電流的作用相仿，能使骨骼肌收縮，因此常用于鍛煉骨骼肌，且較低頻電流更為優(yōu)越。
信號(hào)的驅(qū)動(dòng)方式采用的是推挽式電路。信號(hào)的調(diào)制原理見圖14。如圖18所示，為了模仿出捶、拍、揉、搓的效果，調(diào)制信號(hào)(C)由單片機(jī)U202內(nèi)部定時(shí)器根據(jù)一定的時(shí)序產(chǎn)生兩路輸出(S1、S2)，通過U301分別驅(qū)動(dòng)晶體管Q301、Q302、Q303、Q304輪流導(dǎo)通，通過升壓變壓器T301輸出。由于升壓變壓器T301同名端的作用使得在R305兩端產(chǎn)生了極性相反的信號(hào)。
為達(dá)到雙動(dòng)態(tài)頻率調(diào)制理療的目的，首先，必須設(shè)定一個(gè)固定的延時(shí)子程序，重復(fù)調(diào)用這個(gè)子程序，產(chǎn)生一個(gè)5KHz～8KHz的時(shí)序，這個(gè)時(shí)序就是雙動(dòng)態(tài)頻率中被調(diào)制的中頻部分。低頻調(diào)制信號(hào)是根據(jù)不同的理療方式而設(shè)定的20Hz到200Hz時(shí)序。工作時(shí)將中頻時(shí)序鑲套在低頻時(shí)序中，從而產(chǎn)生了低頻調(diào)制中頻的包絡(luò)信號(hào)。將調(diào)制的包絡(luò)信號(hào)設(shè)定為5個(gè)級(jí)別的寬度，根據(jù)脈沖調(diào)制開關(guān)電源的原理，調(diào)整包絡(luò)信號(hào)的寬度，在電路的輸出極可得到不同的強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種多功能保健儀，包括中央處理器(1)、電源電路(2)，其特征在于還包括液晶顯示器(3)以及至少包含下列所示各項(xiàng)儀器其中兩項(xiàng)以上的電路和外圍裝置，①耳式體溫計(jì)包括紅外傳感器(41)、運(yùn)算放大器(42)，其中紅外傳感器(41)包括溫差電池(411)和具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(412)，紅外傳感器(41)輸出信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器(42)后到中央處理器(1)的A/D轉(zhuǎn)換通道；②血壓、心律計(jì)包括帶有氣囊(511)的袖套(512)、與氣囊(511)連接的充放氣管(513)和脈管(514)、與脈管連接的壓力傳感器(52)，充放氣管(513)上設(shè)有閥門(515)和氣泵(516)，壓力傳感器(52)經(jīng)運(yùn)算放大器(53)與中央處理器(1)連接；③眼睛保健儀包括眼罩、設(shè)置在眼罩上的紅、綠、藍(lán)三原色發(fā)光器件(61)，中央處理器(1)輸出信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器(63)，驅(qū)動(dòng)器(63)驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件(61)；④臭氧發(fā)生器包括升壓變壓器(71)、臭氧發(fā)生器件(72)，臭氧發(fā)生器件(72)連接到升壓變壓器(71)，升壓變壓器(71)由中央處理器(1)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)；⑤低頻理療儀包括升壓電路(81)、電極片(82)，中央處理器(1)輸出信號(hào)至升壓電路(81)，升壓電路(81)輸出到電極片(82)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述紅外傳感器(41)輸出信號(hào)有兩路，一路是由溫差電池(Thermopile)(411)感應(yīng)到的人體耳膜溫度信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器(41)后通過射隨放大器(43)加入到中央處理器(1)的A/D轉(zhuǎn)換通道；另一路信號(hào)是由熱敏電阻(Thermistor)(412)感應(yīng)到的器件溫度信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)射隨放大器(43)加入到中央處理器(1)的A/D轉(zhuǎn)換通道；綜合以上兩路A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由中央處理器(1)計(jì)算出人體溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述壓力傳感器(52)與對(duì)壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)行差分放大的差分放大器(54)連接，差分放大器(54)接信號(hào)分離電路(55)；信號(hào)分離電路(55)完成壓力信號(hào)與脈搏信號(hào)的分離，所得的壓力信號(hào)直接進(jìn)入中央處理器(1)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；分離出來的脈搏信號(hào)經(jīng)后級(jí)放大電路(56)和濾波器(57)后進(jìn)入中央處理器(1)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；信號(hào)采樣頻率為200Hz～300Hz，采樣過程由中央處理器(1)的中斷程序完成；在第n個(gè)采樣時(shí)間讀取壓力信號(hào)BS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器濾波后輸出；在第n+1個(gè)采樣時(shí)間讀取脈搏信號(hào)PS值，將該數(shù)值經(jīng)移動(dòng)平均數(shù)字濾波器和一介慣性濾波器濾波后，計(jì)算脈搏信號(hào)波形峰值后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述發(fā)光器件(61)為發(fā)光二極管；驅(qū)動(dòng)信號(hào)根據(jù)人體生物鐘的頻率設(shè)定三組，并且每一組的信號(hào)都由5種頻率相同，占空比不同的脈沖組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述低頻理療儀的頻率調(diào)整由低頻調(diào)制中頻電流，低頻的頻率為20Hz～100Hz，中頻的頻率為5KHz～8KHz；其信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路為推挽式電路，調(diào)制信號(hào)由中央處理器(1)內(nèi)部定時(shí)器按一定的時(shí)序產(chǎn)生兩路輸出，通過運(yùn)算放大器(83)驅(qū)動(dòng)晶體管(84)輪流導(dǎo)通，由升壓變壓器(81)輸出，輸出端的兩端產(chǎn)生極性相反的信號(hào)；在中央處理器(1)內(nèi)設(shè)定一個(gè)固定的延時(shí)子程序，重復(fù)調(diào)用這個(gè)子程序，產(chǎn)生一個(gè)5KHz～8KHz的中頻時(shí)序，低頻調(diào)制信號(hào)是設(shè)定的20Hz到200Hz時(shí)序，將中頻時(shí)序鑲套在低頻時(shí)序中，產(chǎn)生低頻調(diào)制中頻的包絡(luò)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述臭氧發(fā)生器的頻率驅(qū)動(dòng)信號(hào)由中央處理器(1)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生，經(jīng)運(yùn)算放大器(73)驅(qū)動(dòng)晶體管(74)，到升壓變壓器(71)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述液晶顯示器(3)為132×64點(diǎn)陣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于還設(shè)有輸入鍵盤(9)，輸入鍵盤(9)與中央處理器(1)連接；通過輸入鍵盤(9)可進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能保健儀，其特征在于所述臭氧發(fā)生器件(72)為陶瓷臭氧發(fā)生片。
全文摘要
一種多功能保健儀涉及醫(yī)療器械、理療裝置，特別涉及醫(yī)療器械、理療裝置的組合。該多功能保健儀包括中央處理器1、電源電路2、還包括液晶顯示器3以及至少包含下列所示各項(xiàng)儀器其中兩項(xiàng)以上的電路和外圍裝置，①耳式體溫計(jì)、②血壓及心律計(jì)、③眼睛保健儀、④臭氧發(fā)生器、⑤低頻理療儀。本發(fā)明為組合式發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，突破了原單一功能的局限，功能多樣化，使用方便，同時(shí)在單一功能上也比現(xiàn)有產(chǎn)品有較大的改進(jìn)。
文檔編號(hào)C01B13/10GK1413553SQ02134749
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月14日
發(fā)明者楊威, 胡小軍 申請(qǐng)人:楊威, 胡小軍