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POCT系列医疗仪器拆解——手腕式电子血压计结构解析 （2021新年献给坛友们的礼物，祝大家安康吉祥）
前言：随着科技的进步，电子元件小型化、微型化、智能化，带来许多医疗临床分析仪器的POCT（Point of Care Testing，又称“即时检验”或“床边检验”）流行趋势，更多地走入家庭，为人们健康保健发挥了积极地作用。 下面，通过拆解一个报废的手腕式电子血压计，了解原理，认识内部元件及其作用，便于正确使用和日常保养，排除小故障。
一、电子血压计的概况 电子血压计（采用示波法）是一种运用电子技术与血压间接测量原理进行血压测量的医疗设备。主要有臂式、腕式、手表式三种形式。其测量技术经历了第一代(机械式定速排气阀，现已基本不用)、第二代(电子伺服阀)、第三代(加压同步测量)及第四代(集成气路)的发展历程。目前，使用较多的是第三代电子血压计。第四代电子血压计技术已开发成功，整个集成气路可以微缩到只占普通手表的部分空间，为可穿戴的仪器(血压手表)奠定基础，并可用于手机的附加功能。
使用过多种血压计的人，都会发现其加压（打气）方式好像不一样，这是由于不同品牌采用的测量技术不同所致。几代仪器的工作原理图示如下：
本次要拆解的手腕式血压计，使用两颗5号干电池，属于第三代腕式血压计：
仪器参数印在腕带上：
戴在手腕上检测时的样子：
二、拆解 卸下背面两颗固定螺丝：
掀开后盖，看见内部的元件分布。电机附近的黑色减震泡沫已经老化并掉黑渣：
拆绷带，背面另一端还有一颗固定螺丝，卸下：
拨开绷带的四个塑料卡扣：
分离开机壳后背与绷带：
剪断绷带缝纫线
取出绷带内部的塑料托架及气囊：
分离开托架与气囊。如果材质差、热合有缺陷，或老化开裂，气囊容易损坏漏气，造成气泵打气失败，无法加压。
再来看看超压安全阀，它是接在气囊上的。当气泵打气控制失灵，致使气囊压力不断上升，当超过安全阀设置的压力值，就会开启泄压，保护气囊不被损坏（打气控制失灵故障比较罕见，一些品牌没有此设计）。
电路板正面，在互通气管下方，有一个长方形屏蔽罩，内部是气压/频率转换器IC：
将电路板翻面，有黑胶封装的MCU（无法得知型号），大个头金属屏蔽方壳罩（内部是气压传感器）、压电蜂鸣器、微动按钮等电子元件，液晶显示屏连接采用“斑马纸”，不耐用：
取下气泵组件：
取下电机及气泵：
卸下4颗固定螺丝，拆开气泵，看见内部结构是橡胶双隔膜阀：
橡胶隔膜阀也是易损的元件，损坏后，不能打气加压，只能换总成：
动力由电机偏心轮轴带动：
撬开电机尾部的铁片，看看内部情况：
换向器电刷采用银钯合金电刷片，接触电阻小，耐电火花腐蚀，磨损很少：
换向器电枢的磨损也不多，总的来说，这个电机及气泵的质量还不错：
下面是快速排气电磁阀，中心的细管与气路接通：
电磁阀线圈电阻约30欧姆，通电后，后部的铁芯被磁力快速吸进，顶开阀芯快速排气：
拆开气压传感器的屏蔽铁盖，看见气压传感器采用的是电容式气体压力传感器，黄铜圆片是上电极板，用三颗螺丝固定在基座上：
卸下三颗螺丝，掀开黄铜圆片上电极板，下面是下电极板，银白色，是另一种金属（反光原因，看起来像黄铜色）：
从侧面看，绘出其结构示意图。这是一个空气可变电容，其电容量随气体压力的高低变化，静态电容约17pF：
拆开电路板正面小个头的屏蔽罩，内部是一个IC：
这个IC的型号HC02，是一款CMOS低功耗4路2输入或非门，它与周边的压力传感器及电阻电容构成RC振荡器，将压力传感器随气压变化的电容变化转变为频率变化，送入MCU进行数据处理：
HC02构成的气压/频率转换器，电路见下图：
三、工作原理 绘出该血压计电路原理框图如下（市面上，手腕式电子血压计电路原理基本相同）：
电路工作原理：当按下“开/关”按钮，开机自检通过后，气泵工作，给绷带气囊“打气”，压力逐步上升，同时气压传感器检测脉搏跳动情况，经MCU内置的程序计算出高低压、脉搏，送液晶显示器显示出来，同时将数据存入存储器，便于查看以往检测情况。与此同时，MCU指令停止“打气”、电磁排气阀快速放气并保持数据显示。再次按下“开/关”按钮，仪器关机。在加压过程中，若按照系统设定时间不能增加压力，系统将判断为加压失败，显示屏提示错误代码，终止检测工作。当电池电压偏低，显示屏也会提示，仪器不能工作。 电子血压计在使用中，常见问题有：电池电量不足，不能开机；气囊、管路漏气无法加到足够压力工作；气泵膜片损坏不能加压；电机损坏不能工作；仪器老化、严重失准；不小心摔坏等。对于正常使用中的血压计，有条件的，一般应一年校准一次，误差太大的，应送修或淘汰。
结束语：现在，电子血压计已经被广大群众接受。但市面上品种繁多，良莠不齐，有的低价产品甚至只要30元左右一只，让人不可思议。不排除是一些过时产品或残次品，质量没有保证。笔者曾用过几只大品牌血压计，时间长达5-6年都没出现过问题。应该说，用料、工艺、程序都是一流的，品质才有充分的保证。建议选购大品牌血压计使用，更加可靠、放心。目前，第四代穿戴式血压计（示波法血压手表、集成气路结构）已经面世（非某些手环的光电心电测血压方式），但价格不菲，精度尚待进一步提高，离大众化还要走一段路程。 （该文系本人原创，在其他地方发表过，现完善后发本坛，希望对坛友们有用）
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雷达卡
发表于 2021-1-3 12:24:13
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千斤顶
发表于 2021-1-3 19:17:37
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