Пульсотахометр Советский патент 1993 года по МПК A61B5/245 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в устройствах контроля сердечной деятельности, например, в процессе спортивной тренировки.

Целью изобретения является повышение удобства пользования пульсотахомет- ром, путем обеспечения возможности контроля средней частоты пульса не только в цифровой форме, но и без отвлечения внимания контролирующего на цифровую индикацию.

В предложенном устройстве, как и в устройстве-прототипе осуществляется цифровая индикация среднего значения частоты пульса, усредненное за заданное число ударов пульса и уточняемое с каждым ударом пульса, а введенные признаки используются для подачи звуковых сигналов, частота которых в точности совпадает с частотой измеряемого пульса, а тональность пропорциональна измеренной средней частоте

пульса. В случае выхода измеренной средней частоты пульса за верхний или нижний пределы, заданные соответствующими наборами блока тумблеров, прерывистый сигналсменяетсянепрерывным, соответствующего тона.

Таким образом наблюдение измеряемого пульса, в частности контроль его выхода за указанные верхний или нижний пределы, не требуют постоянного привлечения внимания контролирующего к цифровой индикации, что повышает удобство использования предложенного устройства, по сравнению с устройством-прототипом, т.е. определяет преимущество предложенного технического решения по сравнению с последним.

Сказанное подтверждает существен- ность,отлиЧий предложенного технического решения.

w

е

00

со

N3 СЛ

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 пульса, счетные триггеры 2 и 3, генераторы 4 и 5 импульсов, логические элементы 6-9 И, И- НЕ 10-14 и И-ИЛИ, счетчики 16-19 импульсов, управляемые делители 20-23 частоты, одновибраторы 24-26, схемы 27 и 28 сравнения, регистр 29, цифровой индикатор 30, блок 31 тумблеров и громкоговоритель 32.

Устройство функционирует следующим. образом.

Перед началом измерения сигналом, поданным на шину начальной установки (НУ) триггеры 2, 3, счетчики 16-19, делители частоты 20-23, одновибраторы 24-26 и регистр 29 приводятся в нулевое состояние. Поступление первого пульсового импульса с датчика 1 через элемент И 6 на счетный вход триггера 2 переводит последний в единичное состояние, после чего импульсы генератора 4 через элемент И-НЕ 10 поступают на счетный вход счетчика 16 до тех-пор, пока приход второго пульсового импульса не вернет триггер 2 в нулевое состояние, В результате на счетчике 16 будет получен двоичный код мгновенного периода измеряемого пульса.

Во время действия каждого пульсового импульса, пока триггер 2 находится в нулевом состоянии, импульсы генератора 5 через элемент И-НЕ 12 поступают на счетный вход делителя частоты 20 и с выхода последнего - на счетный вход счетчика 17 до тех пор, пока на выходе переноса этого счетчика не появится сигнал, который произведет запуск одновибратора 24 и импульс с инверсного выхода одновибратора 24, пройдя через элементы И-Н Е и И 6 установят счетчики 16 и 17 и делитель частоты 20 в нулевое состояние, а триггер 2 - в единичное, прекратив тем самым прохождение импульсов генератора 5 через элемент И-НЕ 12. Заметим, что поскольку на управляющие входы делителя частоты 20 поступает двоичный код мгновенного периода пульса с в.ыхода счетчика 16, размер пачки импульсов на выходе элемента И-НЕ 12 обратно пропорционален периоду пульса, т.е. пропорционален мгновенной частоте пульса. Эта пачка импульсов поступает на счетный вход делителя частоты 21, коэффициент деления которого установлен набором блока 31 тумблеров, а с выхода делителя частоты 21 - на вход прямого счета счетчика 19 и через элемент И 8 - на счетный вход счетчика 18, т.е. в эти счетчики заносится двоичный код мгновенной частоты пульса, точнее этот код добавляется к содержимому этих счетчиков, полученному в предыдущем периоде пульса. По окончании указанной пачки импульсов с выхода элемента И-НЕ 12 импульс с прямого выхода одновибратора 24 разрешает перепись содержимого счетчика 18 в регистр 29, а импульс с инверсного выхода этого одновибратора - запускает одновибратор 25, импульс с инверсного выхода которого, пройдя через элемент И-НЕ 14 сбрасывает счетчик 18 и делители часто0 ты 21 и 22 в нулевое состояние, а пройдя через элемент И 7 устанавливает триггер 3 в единичное состояние, разрешая тем самым поступление импульсов генератора 5 через элемент И-НЕ 13 на входы обратного

5 счета счетчика 19 и счетный делителя частоты 22, коэффициент деления которого установлен набором блока 31 тумблеров, а с выхода делителя частоты 22 импульсов поступают через элемент И 8 на счетный вход

0 счетчика 18. После того, как содержимое счетчика 19 списывается до нуля на его выходе заема появляется сигнал, который через элемент И 7 поступает на счетный вход триггера 3, возвращая последний в нулевое

5 состояние, что прекратит прохождение импульсов через элемент И-НЕ 13. При этом в счетчике 18 окажется двоичный код, величины которого пропорциональна значению кода, списанного со счетчика 19, а в последний

0 переписывается содержимое регистра 29 по сигналы с выхода элемента И 9,

Итак, к приходу очередного пульсового импульса устройство оказывается в состоянии, аналогичном его состоянию после

5 окончания первого пульсового импульса, с той лишь разницей, что в счетчике 18 оказывается величина, пропорциональная предыдущему содержимому счетчика 19, а в последнем - предыдущее содержимое счет0 чика 18, т.е. как и в устройстве-прототипе 3, счетчики 18 и 19 совместно с делителями частоты 21 и 22 и регистром 29 образуют цифровой фильтр нижних частот первого порядка, который, как известно, является де5 тектором среднего значения. Как и в прототип (3) это среднее значение фиксируется в счетчике 19 и визуализируется подключенным к нему цифровым индикатором 30.

0 Сигнал с выхода элемента И 9 одновременно с переписью двоичного кода среднего значения пульса из регистра 29 в счетчик 19 производит зап/ск одновибратора 26, импульс с выхода которого промодулиро5 ванный частотой с выхода делителя частоты 23 пройдя через элемент И-ИЛИ 15 на вход громкоговорителя 32 вызывает звуковой сигнал. Поскольку коэффициент деления делителя частоты 23 определяется Двоичным кодом измеренной средней частоты пульса,

имеющимся на выходах счетчика 19, тональность этого звукового сигнала задается этой измеренной средней частотой пульса, а частота подачи этих звуковых сигналов в точности совпадает с частотой измеряемого пульса.

Если же двоичный код средней частоты пульса на выходе счетчика 19 превысит верхний предел или не достигнет нижнего предела, которые устанавливаются набором блока 31 тумблеров, то соответственно на выходе больше схемы сравнения 27 или меньше схемы сравнения 28 появится сигнал, который также модулируется частотой с выхода делителя частоты 23 и пройдя через элемент И-ИЛИ 15 на вход громкоговорителя 32 вызовет непрерывный звуковой сигнал, соответствующей тональности, продолжающийся до тех пор, пока измеряемая средняя частота пульса не войдет в заданные пределы.

Таким образом, помимо цифровой индикации измеренной средней частоты пульса, которая имеет место и в устройстве- прототипе (3), предложенное техническое решение позволяет устройству для измерения среднего пульса осуществлять подачу звуковых сигналов, благодаря которым контролирующий может следить за пульсом не отвлекая внимания от других процессов, причем предлагаемое устройство особо выделяет случаи выхода измеренной частоты пульса за заранее установленные пределы.

Сказанное подтверждает повышение удобства пользования пульсотахометром и, следовательно, достижение поставленной цели изобретения.

Формула изобретения Пульсотахометр, содержащий датчик пульса, первый и второй счетные триггеры, генераторы импульсов и одновибраторы, первые, вторые, третьи и четвертые логические элементы И и счетчики импульсов, с первого по пятый логические элементы И- НЕ, первый, второй и третий управляемые делители частоты, регистр, цифровой индикатор и блок тумблеров, причем выход датчика пульса соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, а выходы первого счетчика соединены с управляющими входами первого делителя частоты, выходы третьего счетчика - с цифровым индикатором, прямой и инверс-, ный выходы первого триггера - с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого

и второго генераторов импульсов, а выходы - со счетными входами первого счетчика и первого и второго делителя частоты, третий вход второго элемента И-НЕ - с выходом 5 датчика пульса, выход первого делителя частоты соединен со счетным входом четвертого счетчика, выход переноса которого соединен с входом запуска первого одно- вибратора, прямой выход которого соеди0 нен с синхровходом регистра, а инверсный выход - с входом запуска второго одновиб- ратора, вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с входами сброса

5 первого и четвертого счетчиков и первого делителя частоты, инверсный выход второго одновибратора соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом заема третьего счетчи0 ка, а выход - со счетным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И:НЕГ второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а вы5 ход - со счетным входом третьего делителя частоты и входом обратного счета третьего счетчика, информационные входы которого соединены с выходами регистра, вход прямого счета - с первым входом третьего эле0 мента И и выходом второго делителя частоты, а вход управления записью - с выходом четвертого элемента И, первый и второй входы которого соединены с прямым первого и инверсным второго выходами

5 триггеров, управляющие входы второго и третьего делителей частоты соединены с выходами блока тумблеров, а их входы сброса - с входом сброса второго счетчика и выходом пятого элемента И-НЕ, первый вход которо0 го соединен с инверсным выходом второго

одновибратора, а второй вход - с вторым

входом третьего элемента И-НЕ, шиной на чальной установки устройства и входами

сброса первых и вторых триггеров и одно5 вибраторов, третьего счетчика и регистра, информационные входы которого соединены с выходами второго счетчика, второй вход третьего элемента И подключен к выходу третьего делителя частоты, а его выход

0 - к счетному входу второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью звукового контроля средней частоты пульса, в него введены четвертый управляемый делитель частоты, логический элемент И-ИЛИ, третий

5 одновйбратор, первая и вторая схемы сравнения и громкоговоритель, входы которого соединены с выходом элемента И-ИЛИ, первые входы первой, второй и третьей групп И которого соединены с выходом четвертого делителя частоты, а их вторые входы соединены соответственно с выходами: прямым третьего одновибратрра, Больше первой и Меньше второй схем сравнения, первые входы которого соединены с выходами блока тумблеров, а их вторые входы - с выходами третьего счетчика и управляющими входами четвертого делителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а вход сброса - с шиной начальной установки устройства и входом сброса третьего одновибратора, вход запуска которого соединен с выходом четвертого элемента И и третьими входами второй и третьей групп И элемента И-ИЛИ,

Использование: изобретение относится к медицинской технике. Сущность: пульсотахометр содержит датчик 1 импульса, счетные триггеры 2, 3, генераторы 4, 5 импульсов, логические элементы 6-9 И, логические элементы 10-14 И-НЕ, логический элемент 15 И-ИЛИ, счетчики 16-19 импульсов,, управляемые делители 20-23 частоты, одно- вибраторы 24-26, схемы 27, 28 сравнения, регистр 29, цифровой индикатор 30, блок 31 тумблеров, громкоговоритель 32. Цель изобретения - звуковой контроль средней частоты пульса. 1 п.ф., 1 ил.