光电脉搏传感器研制与噪声分析探索传感器技术在人物健康监测中的应用
导语：脉搏检测中，关键技术是传感器的设计与信号提取问题。本文对脉搏传感器的设计进行了初步探讨，并取得了可喜的实验结果。
引言：
心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，对于反映出心血管系统中的生理病理特征具有重要意义。
传统的心电监测采用的是非侵入式测量方法，这种方法在体外，尤其是在体表间接测量生物参数。生物医学传感器是获取生物信息并将其转换成易于测量和处理信号的一个关键器件。光电式脉搏传感器通过对手指末端透光度的监测，间接检测出脉搏信号。这类传感器具有结构简单、无损伤、可重复性好等优点，本文讨论的是基于光电式 脈 搏 传 感 器 的 设 计 与 实 施。
原理与结构：
2.1 光电式 脈 搏 传 感 器 的 原 理
根据朗伯比尔定律，当恒定波长的光照射到组织上时，被照射部位组织中的吸收量变化会反映在透过组织后的光强上。在指尖，由于动态血液容积变化较大，可以利用这种变化来检测到相应的心跳信号。
2.2 光电式 脈 搏 传 感 器 的 结 构
从理论上讲，光电式脉搏传感器可以分为透射型和反射型两种，但本文侧重讨论的是透射型，因为它能够更好地反映出心律时间关系。
制作：
3.1 光敏元件
为了克服后端放大器空载输出干扰的问题，本文采用了一种集成化设计方式，即使用OPT101芯片，该芯片将感光部件与放大功能集成在同一芯片内，从而减小系统功耗并提高精度。
3.2 发射光源
为了充分利用OPT101芯片，我们选择805nm作为发射光源，此波长处HbO2 和Hb 对于不同波长光吸收率差异明显，有利于准确地捕捉到动态血液容积变化引起的手指末端透明度变迁，从而实现对心跳信号的一致性提取。
恒流源控制电路
为了保证发射灯发出稳定的亮度，我们采用了恒流源控制方案，以此来减少环境因素对精密设备操作过程中的影响。此方案包括一个稳压二极管D1 以及一个三极管Q1，它们共同作用使得通过R1 绝缘二极管D3 发出的交流当前保持稳定，不受外界干扰影响。
4 实验测试与噪声分析：
实验中，我们发现除了环境噪声之外，还有其他几项可能干扰我们的数据采集工作，如机箱振动、温度变换以及微观环境因素等。为了解决这些问题，我们采取了一系列措施，如加固机箱材料以降低振动；安装温控装置以维持恒定的温度；同时还实施严格质量管理措施，以减少由生产过程产生的人为错误。此外，在实际应用中我们还考虑到了用户操作习惯，将仪表设计得更加人性化，便于用户快速适应，并且提高使用效率。此举有效地提升了实验数据质量，同时也提高了产品市场竞争力。