Фотоэлектрический датчик Советский патент 1993 года по МПК A61B5/205 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в качестве датчика плетизмографа.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния изменений оптической плотности ткани путем введения автоматической регулировки силы света светодиода.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Фотоэлектрический датчик содержит светодиод 1, первый фотодиод 2, расположенные в одной плоскости, катод светодиода 1 подключен к общей шине, катод первого фотодиода 2-й его анод являются соответственно первым 3 и вторым 4 выходами датчика, второй фотодиод 5, первый резистор 6, первый вывод которого соединен с катодом второго фотодиода бис первым выводом второго резистора 7, подключенного к первой обкладке конденсатора 8 и к инвертирующему входу 9 дифференциального усилителя 10, неинвертирующий вход 11 которого соединен со

средним выводом потенциометра 12, первый вывод которого подключен к общей шине, ко второй обкладке конденсатора 8 и соединен с анодом второго фотодиода 5, второй вывод потенциометра 12 подключен к источнику питания и соединен со вторым выводом первого резистора бис первым выводом третьего резистора 13, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора 14, коллектор которого соединен с анодом светодиода 1, выход дифференциального усилителя 10 соединен с базой транзистора 14.

Устройство работает следующим образом.

При наличии на клемме Епит питающего напряжения через светодиод 1 протекает ток, величина которого зависит от положения среднего вывода потенциометра 12. Фотоэлектрические элементы устоойства, расположенные в одной плоскости, прикладываются к исследуемой поверхности тела. При этом отраженный от ткани свет постуw

fe

00

00

о XJ

00

пает на первый 2 и второй 5 фотодиоды. Поскольку эти фотодиоды расположены к непосредственной близости друг от друга, освещенность их практически одинакова и режимы их работы идентичны. Напряжение с катода второго фотодиода 5 подается через фильтр, образованный резистором 7 и конденсатором 8, на инвертирующий вход 9 дифференциального усилителя 10 и вызывает изменение напряжения на его выходе и базе транзистора 14 и. соответственно, изменение коллекторного тока этого транзистора, протекающего через светодиод 1. При этом изменяется освещенность фотодиода 5 и изменяется потенциал на инвертирущем входе 9 дифференциального усилителя 10. В момент, когда значения напряжений на инвертирующем 9 и неинвертирующем 11 входах сравняются, устанавливается определенный световой поток отсветодиода 1. При изменении оптической плотности ткани световой поток светодиода 1 также изменяется: увеличение оптической плотности сопровождается увеличением светового потока, а уменьшение - уменьшением. Переменная составляющая освещенности, вызванная пульсацией крови в такт с сердечной деятельностью, не вызывает изменений светового потока светодиода 1, поскольку она гасится на интегрирующей цепочке (резистор 7 - конденсатор 8).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает поддержание на заданном уровне интенсивности светового потока светодиода 1 при изменении оптической плотности среды и позволяет повысить точность исследований.

Предлагаемое устройство может найти применение в гинекологии, стоматологии, и т.д. для проведения исследований пульсового кровенаполнения сосудистых зон методом фотоплетизмографии. Оно может быть использовано в качестве датчика при

проведении пульсовой диагностики по методам тибетской медицины.

Положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет

введения системы автоматического регулирования поддерживается исходно заданная освещенность в процессе исследования, что позволяет исключить влияние оптической плотности на положение рабочей точки фотоприемника и повысить точность измерений.

Формула изобретения Фотоэлектрический датчик, содержащий светодиод и первый фотодиод, расположенные в одной плоскости, причем катод светодиода подключен к общей шине, а катод и анод первого фотодиода являются соответственно первым и вторым выходами датчика, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности измерений, в него дополнительно введена схема автоматического регулирования силы света светодиода, содержащая второй фотодиод и первый резистор, первый вывод которого

соединен с катодом второго фотодиода и с первым выводом второго резистора, подключенного к первой обкладке конденсатора и к инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен со средним выводом потенциометра, первый вывод которого подключен к общей шине, к второй обкладке конденсатора и соединен с анодом второго фотодиода, второй вывод потенциометра

подключен к источнику питания и соединен с вторым выводом первого резистора и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора, коллектор которого соединен

с анодом светодиода, выход дифференциального усилителя соединен с базой транзистора.

ff

Использование: в медицинских исследованиях датчика для плетизмографа. Сущность изобретения: за счет введения системы автоматического регулирования поддерживается исходно заданная освещенность в процессе исследования, что позволяет исключить влияние оптической плотности на положение рабочей точки фотоприемников 2,5 и уменьшить при этом искажение пульсовой волны. Переменная составляющая освещенности, вызванная пульсацией крови в такт с сердечной деятельностью, не вызывает изменения светового потока светодиода, .поскольку она гасится на интегрирующей цепочке (резистор - конденсатор). 1 ил.

,f

.

и

«A

/о