[发明专利]一种基于弹性电阻应变片的便携式呼吸监测系统

权利要求书

1.一种基于弹性电阻应变片的便携式呼吸监测系统，其特征在于，所述系统包括：依次连接的弹性电阻应变片、测量电路、放大器、模数转换电路、微处理器、通信接口，以及用于供电的直流电源；

其中，所述弹性电阻应变片设置为直接与人体皮肤紧密粘贴的弹性结构体，并随着膈肌收缩而拉伸，随着膈肌松弛而回弹，弹性电阻应变片的电阻值随之变化；测量电路具有与弹性电阻应变片的引线并联的固定阻值电阻，以及与固定阻值电阻串联的阻值可调电阻，用于根据弹性电阻应变片的电阻值输出相应的电压信号；放大器，用于将测量电路输出的电压信号的幅值放大至模数转换电路的输入范围；模数转换电路，用于将放大器的输出信号转化转换为数字信号；

微处理器，用于根据固定阻值电阻和阻值可调电阻的阻值以及直流电源的电压值，计算弹性电阻应变片的等效电阻的阻值，根据等效电阻的阻值变化生成与弹性电阻应变片形变量相应的测量数据，并根据测量数据中弹性电阻应变片的电阻值的峰值及变化频率生成体现呼吸深度和频率的呼吸曲线数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹性电阻应变片包括不导电高分子层和导电高分子层，所述导电高分子层位于不导电高分子层的表面；

其中，不导电高分子层由第一弹性高分子复合物材料制成；导电高分子层由第二弹性高分子复合物材料制成；第二弹性高分子复合物材料由第一弹性高分子复合物材料和导电填料制成；第一弹性高分子复合物材料、第二弹性高分子复合物材料均为固化后能形成稳定表面且拉伸比为100％～500％的高分子复合物材料；所述导电高分子层固化于不导电高分子层的表面。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述导电高分子层的厚度为1um～100um，不导电高分子层的厚度为0.3mm～2mm。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述弹性电阻应变片的导电高分子层设置为多个U形相连接的结构，以在相同的接触面积下提高导电高分子层的形变量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量电路中，电阻应变片一端的引线连接至直流电源，另一端与第一固定阻值电阻串联后接地；阻值可调电阻的一端连接至直流电源，另一端与第二固定阻值电阻串联后接地；第三固定阻值电阻与电阻应变片的引线并联；将第一固定阻值电阻和第二固定阻值电阻与地之间的电压差作为电压信号输出至放大器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述放大器电路采用ADI公司的低噪声放大器AD8236，相应的旁路电容为0.1μF，参考电压为5V，增益设置电阻为2.15～210KΩ，增益系数为6.0～200.3。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量电路、放大器、模数转换电路、微处理器、通信接口设置在同一集成电路中，且该集成电路设置在弹性电阻应变片的不导电高分子层中，并在不导电高分子层上开口或者表面设置显示屏，以直接显示呼吸曲线数据。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括通过网络与通信接口连接的数据分析服务器、数据库以及警报设备；

其中，数据分析服务器通过将生成的呼吸曲线数据与数据库中存储的各年龄段呼吸频率数据进行对比，当呼吸曲线数据中的呼吸频率超出与监测对象的年龄相应的呼吸频率范围时，数据分析服务器生成呼吸过于缓慢或者呼吸过于急促的告警信息，并发生给相应的警报设备。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据库还用于存储各年龄段呼吸幅度数据；当呼吸曲线数据中的呼吸幅度超出与监测对象的年龄相应的呼吸幅度范围时，数据分析服务器生成呼吸过于微弱或者呼吸幅度过大的告警信息，并发生给相应的警报设备。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述警报设备包括用于进行语音告警提示的扬声器、LED告警提示灯、以及人机交互界面中的提示界面。