数据驱动的光电脉搏传感器研制与噪声分析探索其在应用中的潜力
导语：脉搏检测中，关键技术是传感器的设计与输出微弱信号的提取问题。本文对脉搏传感器进行了初步探讨，并取得了可喜的实验结果。
引言
心室周期性收缩和舒张导致主动脉收缩和舒张，产生波形从主动脉根部开始沿整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。通过观察这些波形，我们可以了解心血管系统许多生理病理信息。非侵入式测量（Noninvasive Measurement s）技术能够在体外、尤其是在体表间接测量生理和生化参数。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。光电式脉搏传感器基于光电容积法，可以间接检测出指尖透明度变化，从而检测到心律信号。
光电式脉搏传感器原理与结构
2.1 光电式脉搏传感器原理
根据朗伯比尔定律，物质在一定波长处吸光度与其浓度成正比。当恒定波长的光照射到组织上时，被照射部位组织结构特征反映在测量到的光强上。在指尖，由于动态组织含量高且厚度较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此通常选择指尖作为测量点。
2.2 光电式 脉 搏 传 感 器 结 构
从理论上讲，可分为透射型和反射型两种，其主要区别在于发射源位置及其距离以及所使用的接收方式。我们侧重讨论的是透射型，它利用心率时间关系，而不能精确测得血液容积变化。本文讨论的是一款集成了新型轻触按钮控制LED灯亮度功能，以实现更稳定的环境条件下的准确性测试。
制作过程
3.1 光敏元件选择
为了提高效率并减少干扰，本研究采用了一种新的集成化芯片OPT101，该芯片内置放大功能，使之不需要额外放大设备，即可直接连接至计算机或其他电子设备。此外，该芯片适用于低功耗环境，因为它内部包含了一个智能控制单元来优化能源使用效率。
3.2 发射源选择
为了充分利用组件效果，同时考虑到最佳工作状态，我们选用805nm wavelength LED发射源。这一选择基于HbO2 和Hb 对不同波长光吸收系数差异明显，以及考虑到了805nm 波长处血红蛋白吸收率比较低，有利于通过手指后的受体接收最大限度地减少干扰因素影响，并提升信号质量。
3.3 恒流源控制电路设计
为了保持发出的激励稳定，不受供给网络或其他随机事件影响，本研究采用恒流源控制以维持LED发出稳定的激励，在此基础上调整输入功耗以达到最小化功耗同时满足性能要求的一致性标准。
4 实验措施及噪声分析
4.1 环境噪声抑制策略：
本次实验采取密封包装设计来避免背景环境干扰，并使用特殊涂层材料减少二次反射造成的误差。此外，对所有涉及实验仪表均进行严格校准，以保证数据准确无误地反映实际情况。
5 结果展示与讨论
6 结论：
7 参考文献：
8 致谢：
9 附录：