物聯(lián)網(wǎng)與傳感器

1、,傳感技術(shù) 人體健康監(jiān)測,智能礦山與物聯(lián)網(wǎng)課程,人體健康監(jiān)測,一、傳感器的組成和分類 （1）、傳感器的組成 （2）、傳感器的分類 二、人體健康監(jiān)測 （1）、職業(yè)病監(jiān)測 （2）、生物鐘監(jiān)測 （3）、酒駕監(jiān)測 （4）、心電監(jiān)測 1）心率監(jiān)測 2）血壓監(jiān)測 3）血氧監(jiān)測,一、傳感器的組成和分類,傳感器(Transducer/Sensor)是能感受規(guī)定的被測量，并按 一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(便于傳輸和處理)的測量裝置。 傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電物理量轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。,非電物理量,電信號,一、傳感器的組成和分類,（1）、傳感器的組成 敏感元件直接感

2、受被測物理量(力)，并對被測量進行轉(zhuǎn)換輸出(應(yīng)變)；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成便于傳輸 和測量的電參量(電阻)或電信號；調(diào)理電路則對轉(zhuǎn)換元件輸 出的信號進行放大、濾波、運算、調(diào)制等，以便于實現(xiàn)遠距 離傳輸、顯示、記錄和控制；輔助電源為調(diào)理電路和轉(zhuǎn)換元件提供穩(wěn)定的工作電源。,（2）、傳感器的分類,能量轉(zhuǎn)換型(發(fā)電型) ：直接將被測量轉(zhuǎn)換為電信號(電壓等)。 例如：熱電偶傳感器，壓電式傳感器。 能量控制型(電參量型)：先將被測量轉(zhuǎn)換為電參量(電阻等)，在 外部輔助電源作用下才能輸出電信號。 例如：應(yīng)變式傳感器，電容式傳感器。,1）按能量 關(guān)系,（2）、傳感器的分類,結(jié)構(gòu)型傳感器：基于某種敏感元

3、件的結(jié)構(gòu)形狀或幾 何尺寸(如厚度、角度、位置等)的變化來感受被測 量。例如電容式壓力傳感器，當被測壓力作用在電 容器的動極板(敏感元件)上時，電容器的動極板發(fā) 生位移導致電容發(fā)生變化。 物性型傳感器：是利用某些功能材料本身具有的內(nèi) 在特性及效應(yīng)來感受被測量。例如利用石英晶體的 壓電效應(yīng)而實現(xiàn)壓力測量的壓電式壓力傳感器。,2）按工作機理分類,（2）、傳感器的分類,模擬型傳感器：輸出連續(xù)變化的模擬信號。如感應(yīng) 同步器的滑尺相對定尺移動時，定尺上產(chǎn)生的感應(yīng) 電勢為周期性模擬信號。 數(shù)字型傳感器：輸出“1”或“0”兩種信號電平。如 用光電式接近開關(guān)檢測不透明的物體，當物體位于 光源和光電器件之間時，光

4、路阻斷，光電器件截止 輸出高電平“1”；當物體離開后，光電器件導通輸 出低電平“0”。,3）按輸出信號分類,（2）、傳感器的分類,模擬型傳感器：輸出連續(xù)變化的模擬信號。如感應(yīng) 同步器的滑尺相對定尺移動時，定尺上產(chǎn)生的感應(yīng) 電勢為周期性模擬信號。 數(shù)字型傳感器：輸出“1”或“0”兩種信號電平。如 用光電式接近開關(guān)檢測不透明的物體，當物體位于 光源和光電器件之間時，光路阻斷，光電器件截止 輸出高電平“1”；當物體離開后，光電器件導通輸 出低電平“0”。,4）按被測量分類,二、人體健康監(jiān)測,二、人體健康監(jiān)測,（1）職業(yè) 病監(jiān)測,工作原理：ccz-1000粉塵測定儀測量塵埃粒子經(jīng)過一個固定探頭的靜電荷

5、感應(yīng)量。塵埃粒子與探頭感應(yīng)產(chǎn)生靜電荷，通1 過探頭進行信號放大并傳送進監(jiān)測控制系統(tǒng)。靜電荷的大小與塵埃粒子的流量成比。本系統(tǒng)的高科技電子線路把這部分電荷轉(zhuǎn)換成為控制信號輸出，啟動粉塵超標排放警報，同時用于連續(xù)記錄粉塵粒子的總量或濃度。ccz-1000系列裝置提供了目前世界最新交流耦合技術(shù)。這是現(xiàn)代最精確和穩(wěn)定的監(jiān)測技術(shù)，特別適合連續(xù)排放記錄和數(shù)據(jù)累積。,ccz-1000粉塵檢測儀,（1）職業(yè)病監(jiān)測 特點：第一、該儀器采用先進的中央處理器技術(shù)。對采集的各種數(shù)據(jù) 處理快，抗干擾能力強，大大提高了儀器的檢測精度，同時能按時序儲存50次測試記錄。 第二、儀器由中文顯示屏，高性能抽氣泵、粉塵濃度檢測電路

6、、欠壓保護顯示，安全電源等組成。 第三、該儀器配有分級粉塵捕集器，能采集到呼吸性粉塵濃度，其分離效率符合國際公認的“BMRC”曲線標準。 第四、儀器采用自動采樣或手動采樣的方式，以適應(yīng)不同的檢測標準。 第五、該儀器采用ExibI(150)等級安全型防爆結(jié)構(gòu)，特別適用于煤礦井下及其他含有爆炸危險性氣體的作業(yè)場所使用。,（1）職業(yè)病監(jiān)測,濃度范圍,測定儀粉塵濃度測量范圍：0.1- 1000mg/m3,測量誤差,穩(wěn)定性誤差,測定儀粉塵濃度測量誤差為：10%,測定儀穩(wěn)定性相對誤差：2.5%,技術(shù)指標,采樣流量,采樣流量為：2L/min,（2）生物鐘監(jiān)測,無線式生物節(jié)律研究系統(tǒng),MINI MITTER無

7、線生理信號采集分析系統(tǒng)用于長時間測量清醒無束縛小型嚙齒類動物的心率,體溫和活動量等生理參數(shù)。使用此系統(tǒng)可以保證動物在籠內(nèi)自由活動，不需要麻醉或束縛，這樣測量到的生理信號更能反映自然狀態(tài)下的動物生理狀況。 系統(tǒng)由植入傳感器(E-Mitter)、激發(fā)/接收器 (Energizer Receiver)、和數(shù)據(jù)采集分析軟件(VitalView )構(gòu)成。植入式傳感器（E-Mitter）工作不需要電池, 它可以在激發(fā)/接收器 (Energizer Receiver) 產(chǎn)生的電場下獲得能量。操作者將植入體埋入動物皮下，生理信號被植入傳感器感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號后，以無線方式發(fā)射出來，由飼養(yǎng)籠下方的激發(fā)/接

8、收器 (Energizer Receiver)收到并傳遞給數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，完成最終數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)最多可同時連接32個激發(fā)/接收器 (Energizer Receiver)，完成大規(guī)模的試驗。,（2）生物鐘監(jiān)測,E-Mitter植入傳感器 E-Mitter植入感應(yīng)器是植入在動物體內(nèi)的微型設(shè)備,它集成了傳感器, 放大器, 數(shù)字轉(zhuǎn)換發(fā)射電路, 具有無線發(fā)射功能功能，并解決了生物體的抗排異反應(yīng).有用于測量生物心率,體溫和活動量等多種參數(shù)的規(guī)格,具體說明如下: 特征: 無線遙測 植入式E-Mitter傳感器沒有電池 ，無電池壽命限制，無需翻新或再充電。 長期監(jiān)測-植入裝置后允許連續(xù)、遙測實驗動物一生

9、準確、可靠, 報告清醒無束縛動物的生理和行為數(shù)據(jù).,（2）生物鐘監(jiān)測,E-Mitter 技術(shù)參數(shù):,（3）酒精監(jiān)測傳感器,TGS2620 酒精、有機溶劑檢測傳感器,（3）酒精監(jiān)測傳感器,原理： 敏感素子由集成的加熱器以及在氧化鋁基板 上形成的金屬氧化物半導體構(gòu)成。當可檢知的氣體 存在時，空氣中該氣體的濃度越高，傳感器的電導 率就越高。使用簡單的電路就可以將這種電導率的 變化變換為與氣體濃度對應(yīng)的輸出信號。 TGS2620 對有機溶劑或其他揮發(fā)性氣體有很 高的靈敏度，這種傳感器對一氧化碳等各種可燃性 氣體也靈敏，所以是有多用途的優(yōu)良傳感器。,（3）酒精監(jiān)測傳感器,Text,Text,Tex,TG

10、S2620 靈敏度特性曲線和溫濕度影響曲線,靈敏度特性：,縱軸以傳感器電阻比 Rs/Ro 表示，Rs Ro 的 定義如下： Rs 各種濃度氣體中的傳感器電阻值 Ro 300ppm 乙醇中的傳感器電阻值,（3）酒精監(jiān)測傳感器,TGS2620 靈敏度特性曲線和溫濕度影響曲線,溫濕度曲線：,下圖是典型的溫濕度影響。 這里的縱軸也用傳感器電阻比 Rs/Ro 來表示， 這里的 RsRo 定義如下： Rs各溫度/濕度下的傳感器電阻值 Ro2065RH 下的傳感器電阻值,（4）心電監(jiān)測,監(jiān)護儀是用于內(nèi)科、外科、手術(shù)室、ICU病房、CCU病房、急診室、婦產(chǎn)科、骨科、老干部病房、兒科等地方。它是一種精密監(jiān)測人的

11、生命體征的儀器。因此,又稱多參數(shù)生命體征監(jiān)測儀。,（4）心電監(jiān)測,ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.,監(jiān)護儀的使用參數(shù),1、心率(HR)：正常值：成人為60100次/分 2、呼吸/呼吸率(RESP)：正常值：成人為1620次/分 3、心電(ECG)： 導聯(lián)：引導心臟電流流至心電圖機的電路 十二導聯(lián)包括：標準導聯(lián)、肢體導聯(lián)、胸導聯(lián)。 標準導聯(lián)：、 肢體導聯(lián)：AVR、AVL、AVF 胸導聯(lián)：V(V1、V2、V3、V4、V5、V6) 4、體溫(TEMP)：。 正常值：36.037.0 oC 5、血壓(NIBP)： 正常值：收縮壓為90140mmHg，舒張壓為6090mmHg 6、血氧飽和度(SPO2)： 公式：SPO2=HbO2 / (HbO2 +Hb ) %正常值：85以上,（4）心電監(jiān)測,1 血氧探頭連接示意圖 （1）將血氧探頭的插與主機相連。 （2）血氧探頭在自動張力的情況