血壓傳感器1620-H-W-T詳解

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】1620-H-W-T傳感器事業(yè)部，張工。

自實(shí)施的1620-H-W-T血壓傳感器標(biāo)準(zhǔn)，全文使用翻譯法修改采用了對這類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)是一致的：符合AAMI(Association ofAdvancement of Medical Instrumentation,美國醫(yī)療器械促進(jìn)協(xié)會)規(guī)格的產(chǎn)品，即符合血壓傳感器標(biāo)準(zhǔn)要求，反之也成立。

該標(biāo)準(zhǔn)的制定，可以肯定，都提供了極大的方便：無需定制，更多的選擇，即插即用，同時性能和可靠性得到了保障，該標(biāo)準(zhǔn)是針對此類產(chǎn)品中95%采用電阻橋方式的產(chǎn)品進(jìn)行制定的，而其余約5%的非電阻橋方式（諸如電容式等）則需要另外定義。

標(biāo)準(zhǔn)雖然是針對圖-1中所示的帶管道腔體、閥門及傳感器和相應(yīng)的接線端口的產(chǎn)品制定的，但是其中絕大多數(shù)的條款，即使拆解這個產(chǎn)品（圖-1,2）只剩內(nèi)部壓力傳感器芯片（圖-3），也都可以認(rèn)為是針對其中的1620-H-W-T壓力傳感器芯片（圖-3）本身特性來定義的。因此，傳感器的特性基本上決定整個產(chǎn)品的特性。

·傳感器一般及使用特點(diǎn)

有很多對1620-H-W-T有創(chuàng)血壓傳感器編寫的使用教程，甚至考核內(nèi)容，但是對于步驟本身似乎沒有過多的解釋為什么。鑒于之前遇到的年輕醫(yī)生使用時的手忙腳亂，甚至年長一點(diǎn)的神仙姐姐醫(yī)生也不熟悉，結(jié)合傳感器構(gòu)造筆者對校零和與心齊平要求先作一個簡要說明。

首先，測量血壓實(shí)際是測量壓差——即血液的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)之差，而且血壓傳感器并不與血液直接接觸，而是通過管路中的生理鹽水傳遞壓強(qiáng)的方式間接測量。如圖-4所示。圖-1（圖-5為示意圖）中的產(chǎn)品其實(shí)就是由圖-4中3和4兩部分組成。

圖-4，5中：

·圖-4中1是管道連接加壓生理鹽水袋的接口，圖-4中2是加壓生理鹽水輸送管路；

·圖-4中3和4是1620-H-W-T血壓傳感器，即圖-5中所示部分；

·圖-5中，A是常閉單向閥，平時有彈性裝置強(qiáng)制關(guān)閉通道，防止圖-4中1，2連接的加壓生理鹽水不受控流過管道；

·圖-5中，B為三通閥：

a.端口1可以導(dǎo)通壓力傳感器與大氣，用于校零；

b.端口2可以導(dǎo)通管道血壓與壓力傳感器，此時A關(guān)閉時，即可測量血壓。

·圖-5中，傳感器驅(qū)動及信號通過導(dǎo)線連接到圖-4中的4信號接口；

·圖-5中，傳遞血壓的是淡藍(lán)色部分的生理鹽水及淡綠色部分的聚碳酸酯絕緣凝膠。

因此，從示意圖里可以看到，藏在那個透明腔內(nèi)的其實(shí)是一個表壓傳感器。仔細(xì)觀察，可以看到圖-3（圖-5示意圖）中的1620-H-W-T壓力傳感器背后都有一個通大氣的小孔，這也是1620-H-W-T血壓傳感器在使用之前需要進(jìn)行校零的一個基礎(chǔ)。而這個小孔，從某種意義上講，甚至有調(diào)節(jié)傳感器阻尼特性的功能。過阻尼和欠阻尼對于測量血壓這個復(fù)雜信號而言都不行，乃至于《標(biāo)準(zhǔn)》里圍繞幅頻特性和阻尼要求，包括相位偏差，花了不少筆墨。畢竟不能讓傳感器捅破了別人還提供虛假信號。

在管道通入生理鹽水后進(jìn)行校零時，要求將傳感器兩端管路關(guān)閉，而將三通閥B導(dǎo)通1（大氣）與腔內(nèi)的壓力傳感器正面。由于傳感器背面始終通大氣，此時當(dāng)兩面都直面大氣時壓強(qiáng)相等時，輸出信號作為0點(diǎn)處理。從信號上簡單分析，輸出電壓信號為。

精式（1）中：

·是1620-H-W-T壓力傳感器最終被放大之后的信號

·為壓力敏感系數(shù)

·為施加的血壓（絕對血壓與大氣壓之差）

·為放大電路增益，為電路中一般具有的偏置電壓

(2)

校零，就是將公式（1）中當(dāng)P為0時，把剩余的那部分信號作為零點(diǎn)參考值，并輸出為0。

因此，經(jīng)過校零，傳感器中標(biāo)明的offset（零點(diǎn)輸出）這部分特征信號，就完全不會對測量輸出有任何影響。

該類型的1620-H-W-T血壓傳感器的另外一個使用要點(diǎn)就是要與心臟找平?；貞浧甬?dāng)時高高懸在頭頂?shù)膲毫艿?，神仙姐姐醫(yī)生一直在說“不對啊，血壓這么低！”，暗自心慌著急：什么器械公司，連個使用培訓(xùn)都省掉了。不說了，一個初中時期的液壓公式已經(jīng)跳出來了：

式（3）中，如果血壓強(qiáng)為，那么測量電路所測的壓力值不僅取決于，還取決于管路上測壓點(diǎn)（壓力傳感器所在相對位置）與壓強(qiáng)發(fā)生源參考點(diǎn)之間的高度差h。壓力傳感器與壓力源相對位置高度差越大，測量偏差()越大。示意圖如圖-6所示。