專利名稱：一種抗電磁干擾的上消化道ph值檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械設(shè)備領(lǐng)域，具體是指一種抗電磁干擾的上消化道 pH值檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
麻醉手術(shù)期間對(duì)病人胃腸功能監(jiān)測(cè)的設(shè)備是缺乏的。胃食管反流是臨床麻 醉中常見的危險(xiǎn)并發(fā)癥， 一旦發(fā)生常危及病人生命安全。但目前未見適用于手 術(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)監(jiān)測(cè)胃食管酸堿度的設(shè)備，因此設(shè)計(jì)一種抗電磁干 擾的上消化道pH值檢測(cè)電路以研制相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備是非常必要的。目前，在臨床上消化內(nèi)科對(duì)胃食管反流的監(jiān)測(cè)通常會(huì)應(yīng)用pH值動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè) 備，對(duì)病人的上消化道酸堿度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。即通過(guò)pH傳感器與不同酸堿度的消化 液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，通過(guò)這個(gè)電壓信號(hào)來(lái)反映上消化道的 酸堿度信息。專利號(hào)為92202018.3的中國(guó)實(shí)用新型專利公布了一種上消化道PH 值動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置中的pH值檢測(cè)電路是通過(guò)LM331精密電壓/頻率轉(zhuǎn)換 器來(lái)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再以單片機(jī)實(shí)施信號(hào)處理和控制的。由于該裝置的電磁兼 容性能較差，所以應(yīng)用于存在大量高功率設(shè)備的手術(shù)室環(huán)境時(shí)，很容易受到這 些設(shè)備的大脈沖高頻電磁信號(hào)的干擾，使pH的檢測(cè)值失準(zhǔn)，不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反 映病人的真實(shí)情況，對(duì)提高麻醉安全性毫無(wú)裨益。因此該裝置不能應(yīng)用于手術(shù) 室或ICU等具有大量醫(yī)療設(shè)備、復(fù)雜電磁環(huán)境的醫(yī)療場(chǎng)所。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述缺點(diǎn)與不足，提供一種抗電磁干擾的 上消化道pH值檢測(cè)電路，該電路不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且還加強(qiáng)了電磁兼容性能， 可以應(yīng)用于手術(shù)室或ICU等具有大量高功率設(shè)備、復(fù)雜電磁環(huán)境的醫(yī)療場(chǎng)所中， 對(duì)胃食管的pH值進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種抗電磁干擾的上消化道pH 值檢測(cè)電路，包括PH傳感器，所述的pH傳感器依次與鉗位保護(hù)電路、 一級(jí)運(yùn)放 跟隨電路、儀表運(yùn)放電路及二階低通電路相連。所述的鉗位保護(hù)電路由電阻R1、 R2，電容C1、 C2,晶體二級(jí)管D1、 D2、 D3、 D4組成；所述電阻Rl的一端與pH正電極相連，另一端與運(yùn)算放大器UU的 同相輸入端相連，電容C1的一端、晶體二級(jí)管D1的N級(jí)及晶體二級(jí)管D2的P級(jí)均 與UU的同相輸入端相連，所述電容C1的另一端接地，晶體二級(jí)管D1的P級(jí)與-5V 電源相連，晶體二級(jí)管D2的N級(jí)與+5V電源相連；所述電阻R2的一端與pH負(fù)電 極相連，另一端與運(yùn)算放大器UlB的同相輸入端相連，電容C2的一端、晶體二級(jí) 管D3的N級(jí)及晶體二級(jí)管D4的P級(jí)均與運(yùn)算放大器UlB的同相輸入端相連，所述 電容C2的另一端接地，晶體二級(jí)管D3的P級(jí)與-5V電源相連，晶體二級(jí)管D4的N 級(jí)與+5V電源相連。所述的一級(jí)運(yùn)放跟隨電路由運(yùn)算放大器UU及運(yùn)算放大器UlB組成；所述的 運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端與UU的輸出端相連，并接于儀表運(yùn)算放大器U2的同相輸入端，所述運(yùn)算放大器UlB的反相輸入端與UlB的輸出端相連，并接于儀表運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。所述的儀表運(yùn)放電路由儀表運(yùn)算放大器U2及電阻R3組成；所述的電阻R3串 接于儀表運(yùn)算放大器U2的8號(hào)及1號(hào)端子之間，所述的儀表運(yùn)算放大器U2的5號(hào) 端子還與1.25V電源相連。所述的二階低通電路由電容C3、 C4、 C5、電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8及運(yùn) 算放大器U3組成；所述電阻R4與電阻R5串聯(lián)，且電阻R4的另一端接于儀表運(yùn)算 放大器U2的輸出端，電阻R5的另一端接于運(yùn)算放大器U3的同相輸入端；電容C3 與電阻R7串聯(lián)后接于電阻R4與R5之間，電阻R7的另一端與運(yùn)算放大器U3的反相 輸入端相連，電容C4的一端運(yùn)算放大器U3的同相輸入端相連，另一端與1.25V 電源相連；電阻R6的一端與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端相連，另一端與1.25V 電源相連，所述運(yùn)算放大器U3的輸出端與電阻R8串聯(lián)，電阻R8的另一端與電容 C5的一端并聯(lián)后與A/D轉(zhuǎn)換器相連，電容C5的另一端接地。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(1) 本實(shí)用新型具有良好的抗電磁干擾性能及抗電刀干擾性能，適用于手 術(shù)過(guò)程中的上消化道酸堿度監(jiān)護(hù)；(2) 本實(shí)用新型輸入級(jí)具有很高的輸入阻抗，不同類型的電化學(xué)pH傳感 器的輸出阻抗的變化對(duì)本實(shí)用新型的影響很小，所以本實(shí)用新型可以應(yīng)用于如 銻電極、玻璃電極、氫離子敏感場(chǎng)效應(yīng)管等不同類型的電化學(xué)pH傳感器；(3) 本實(shí)用新型結(jié)合PC機(jī)使用時(shí)，還具有實(shí)時(shí)pH值監(jiān)測(cè)及回放的功能。


圖1是本實(shí)用新型的pH值采集電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的 實(shí)施方式不限于此。如圖所示，本實(shí)用新型的pH采集電路由pH傳感器、鉗位保護(hù)電路、 一級(jí)運(yùn) 放跟隨電路、儀表運(yùn)放電路及二階低通電路共同構(gòu)成。鉗位保護(hù)電路由電阻R1、 R2，晶體二級(jí)管D1、 D2、 D3、 D4及電容C1、 C2組成。pH傳感器與pH電極 相連，其中的PH正電極為測(cè)量電極，PH負(fù)電極為參考電極。當(dāng)pH傳感器與 不同消化液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，能產(chǎn)生相應(yīng)的很微弱的pH值電壓信號(hào)，該pH值 電壓信號(hào)隨同進(jìn)行電刀外科手術(shù)或者除顫時(shí)產(chǎn)生的大脈沖高頻干擾信號(hào)及手術(shù) 室內(nèi)的其他大干擾信號(hào)一起進(jìn)入鉗位保護(hù)電路。在這些大脈沖高頻干擾信號(hào)的作 用下，鉗位保護(hù)電路中的晶體二級(jí)管Dl、 D2、 D3、 D4被導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)限流電阻 R1及R2的限流作用，從而限制了該大脈沖高頻干擾信號(hào)的幅度，同時(shí)，限流電 阻R1及電容C1，限流電阻R2及電容C2均構(gòu)成了一個(gè)低通濾波器，對(duì)前端耦合 的高頻干擾信號(hào)進(jìn)行有效的衰減，從而降低該大脈沖高頻干擾信號(hào)對(duì)采集電路的 影響，保護(hù)pH值采集電路。由于從鉗位保護(hù)電路輸出的電壓信號(hào)很微弱，所以需要對(duì)該電壓信號(hào)中的pH 值電壓信號(hào)進(jìn)行分離和提取處理。由運(yùn)算放大器UU、 UlB組成的一級(jí)運(yùn)放跟隨 電路具有G歐級(jí)的阻抗和P安級(jí)的輸入偏置電流，所以該一級(jí)運(yùn)放跟隨電路可以 最大程度的對(duì)pH值電壓信號(hào)進(jìn)行提取，并能減少該pH值電壓信號(hào)在傳感器內(nèi)阻 上的壓降。經(jīng)過(guò)一級(jí)跟隨電路輸出的電壓信號(hào)再進(jìn)入儀表運(yùn)放電路進(jìn)行處理，該 儀表運(yùn)放電路采用儀表運(yùn)算放大器對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行放大，使得該pH值電壓信 號(hào)達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換器的采樣范圍，同時(shí)由于儀表運(yùn)放具有很高的輸入阻抗和很好的 共模抑制能力，因此可以很大程度的消除前端共模噪聲的影響。電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8及電容C3、 C4、 C5與運(yùn)算放大器U3共同組成 一個(gè)二階低通濾波電路，從儀表運(yùn)放電路輸出的電壓經(jīng)過(guò)電阻R4、 R5后進(jìn)入運(yùn) 算放大器U3的同相輸入端，由于該二階低通電路能以40DB/10倍頻地削弱帶外 噪聲的影響，所以可以將該pH值電壓波形進(jìn)步放大并送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采 樣。
權(quán)利要求1、一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，包括pH傳感器，其特征在于所述的pH傳感器依次與鉗位保護(hù)電路、一級(jí)運(yùn)放跟隨電路、儀表運(yùn)放電路及二階低通電路相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，其特征在于所述的鉗位保護(hù)電路由電阻R1、 R2，電容C1、 C2，晶體二級(jí)管D1、 D2、 D3、 D4組成；所述電阻Rl的一端與pH正電極相連，另一端與運(yùn)算放大器 UU的同相輸入端相連，電容C1的一端、晶體二級(jí)管D1的N級(jí)及晶體二級(jí)管D2 的P級(jí)均與UU的同相輸入端相連，所述電容C1的另一端接地，晶體二級(jí)管D1的 P級(jí)與-5V電源相連，晶體二級(jí)管D2的N級(jí)與+5V電源相連；所述電阻R2的一端 與PH負(fù)電極相連，另一端與運(yùn)算放大器UlB的同相輸入端相連，電容C2的一端、 晶體二級(jí)管D3的N級(jí)及晶體二級(jí)管D4的P級(jí)均與運(yùn)算放大器UlB的同相輸入端相 連，所述電容C2的另一端接地，晶體二級(jí)管D3的P級(jí)與-5V電源相連，晶體二級(jí) 管D4的N級(jí)與+5 V電源相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，其特 征在于所述的一級(jí)運(yùn)放跟隨電路由運(yùn)算放大器UlA及運(yùn)算放大器UlB組成；所 述的運(yùn)算放大器UU的反相輸入端與UlA的輸出端相連，并接于儀表運(yùn)算放大器 U2的同相輸入端，所述運(yùn)算放大器UlB的反相輸入端與UlB的輸出端相連，并接 于儀表運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，其特 征在于所述的儀表運(yùn)放電路由儀表運(yùn)算放大器U2及電阻R3組成；所述的電阻 R3串接于儀表運(yùn)算放大器U2的8號(hào)及1號(hào)端子之間，所述的儀表運(yùn)算放大器U2的 5號(hào)端子還與1.25V電源相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，其特 征在于所述的二階低通電路由電容C3、 C4、 C5、電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8 及運(yùn)算放大器U3組成；所述電阻R4與電阻R5串聯(lián)，且電阻R4的另一端接于儀表 運(yùn)算放大器U2的輸出端，電阻R5的另一端接于運(yùn)算放大器U3的同相輸入端；電 容C3與電阻R7串聯(lián)后接于電阻R4與R5之間，電阻R7的另一端與運(yùn)算放大器U3 的反相輸入端相連，電容C4的一端運(yùn)算放大器U3的同相輸入端相連，另一端與 1.25V電源相連；電阻R6的一端與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端相連，另一端與 1.25V電源相連，所述運(yùn)算放大器U3的輸出端與電阻R8串聯(lián)，電阻R8的另一端與電容C5的一端并聯(lián)后與A/D轉(zhuǎn)換器相連，電容C5的另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種抗電磁干擾的上消化道pH值檢測(cè)電路，包括pH傳感器，鉗位保護(hù)電路、一級(jí)運(yùn)放跟隨電路、儀表運(yùn)放電路及二級(jí)低通電路，所述的pH傳感器依次與鉗位保護(hù)電路、一級(jí)運(yùn)放跟隨電路、儀表運(yùn)放電路及二階低通電路相連。從pH傳感器產(chǎn)生的微弱的pH值電壓信號(hào)及其他大脈沖高頻信號(hào)一起經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)電路的限幅、衰減的作用后，在依次經(jīng)過(guò)一級(jí)運(yùn)放跟隨電路對(duì)信號(hào)的提取和分離，儀表運(yùn)放電路的信號(hào)放大和二階低通電路的進(jìn)一步放大及除噪功能后，將微弱的pH值電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變到A/D轉(zhuǎn)換器的采樣范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型不僅能真實(shí)可靠的反映pH值檢測(cè)信號(hào)，還能在手術(shù)室等大脈沖高頻范圍內(nèi)連續(xù)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)胃食管的pH值。
文檔編號(hào)A61B5/00GK201115663SQ20072005720
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者革 余, 林治川, 溫曉暉 申請(qǐng)人:廣州醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院