血氧传感器
血氧传感器,也称为脉搏血氧仪(pulse oximeter),是一种用于测量血液中氧饱和度(SpO2)和脉搏率的设备。它主要用于医疗监测,特别是在手术、重症监护和慢性疾病管理中,比如血氧仪。近年来,随着智能穿戴的兴起,血氧传感器也开始广泛应用于手环、手表、专业运动设备等智能设备上。
工作原理
血氧传感器的工作原理基于光学吸收和光谱分析,具体如下:
- 光的吸收:血氧传感器使用两个不同波长的光源——通常是红光(波长约660纳米)和红外光(波长约940纳米)。这些光源通过传感器上的发光二极管(LED)发射光线,穿过指尖、耳垂或其他薄的、富含血管的部位。
- 光的检测:在传感器的另一侧,有一个光电检测器接收透过组织的光线。由于氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)的光吸收特性不同,传感器可以根据接收到的不同波长光的强度变化来计算出血氧饱和度。
- 计算 SpO2:设备中的微处理器使用比尔-朗伯特定律(Beer-Lambert Law)来计算血氧饱和度。这个定律描述了光吸收与介质浓度之间的关系。通过测量红光和红外光的吸收比,传感器可以计算出动脉血中氧合血红蛋白的比例,从而得出血氧饱和度。
应用领域
智能手环、智能手表、健康臂带、心率贴、指夹血氧仪等。
常见芯片模组
MAX30102
MAX30102 是一个集成的脉搏血氧仪和监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光 LED 和一个红外光 LED、光电检测器、光器件,以及带环境光抑制的低噪声电子电路。