電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李誠)在疫情防控政策優(yōu)化之初,有關(guān)于“沉默性缺氧”的話題在網(wǎng)絡(luò)上引起了眾多網(wǎng)友的關(guān)注。與此同時,能夠針對這一問題,檢測血氧飽和度的血氧儀,也成為繼N95口罩、體溫計和退燒藥之后,被賣到脫銷的防疫用品,并且在市場中出現(xiàn)了哄抬物價的局面,使得原本售價只要幾十元或上百元的血氧儀,一路飆升到幾百元甚至上千元。
小小的血氧儀憑什么賣到這么貴?其工作原理究竟有多復雜?帶著這些疑問,小編近日對一款血氧儀進行了拆解。
外觀及拆解流程
本次拆解的血氧儀為款指夾式脈沖指尖血氧儀,除了能夠用過指尖血流檢測血氧飽和度之外,還能夠檢測心率。
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在結(jié)構(gòu)方面,這款血氧儀分為上下兩個部分,上層結(jié)構(gòu)為血氧儀的屏幕,下層結(jié)構(gòu)主要是電池倉部分,二者通過鋼制彈簧進行連接。
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此款血氧儀的檢測艙位于血氧儀的中間部位,由于采用的是無創(chuàng)檢測技術(shù),在該血氧儀檢測艙壁的上下兩側(cè)各放置了一個光學發(fā)射裝置和接收裝置。并在使用黑色硅膠對內(nèi)部進行覆蓋,減少外部光線對檢測結(jié)果造成干擾。
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在連接方面,此款血氧儀整體均通過卡扣進行固定,并未使用到一顆螺絲。只需使用螺絲刀沿著機殼邊緣稍微用力,即可實現(xiàn)設(shè)備的分離。血氧儀的主板位于顯示屏上機蓋的下方,通過4根導線與電池倉,以及用于接收檢測信號的光電二極管相連。
物料及原理解析
通過拆解發(fā)現(xiàn),這塊主板是一塊雙層板,主要的器件均集中在板子的正面,背面只有一顆集成了紅光與紅外光的小燈珠。
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這顆燈珠是血氧儀進行光電檢測的發(fā)射端,在我們進行血氧檢測時,紅光與紅外光會透過手指傳遞到與下方孔位對應(yīng)的光電二極管上,光電檢測二極管就會將接收到的信號進行一系列的濾波放大處理后,傳遞到具有ADC的MCU中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,計算出人體的血氧飽和度。
此種檢測方法主要是利用了一種叫作PPG的光學原理,血紅蛋白在含氧量的不同狀態(tài)下,對紅光和紅外光的吸收率會存在差異,在血氧飽和的狀態(tài)下,血紅蛋白對紅外光的吸收率會比紅光高。反之,在血氧飽和度低的狀態(tài)下,血紅蛋白對紅外光的吸收率會比紅光低。位于手指下方的光電二極管,就能將透過手指殘余的紅外光和紅光進行收集,并交由主控芯片,根據(jù)不同光的透過量計算出血氧的實際飽和度。
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絲印為BP0P125的芯片是此款血氧儀的主控,也是這款血氧儀有且僅有的一顆芯片。雖然并未查詢到與該芯片相關(guān)的信息,不過從設(shè)備實現(xiàn)的功能,可以推斷出這款芯片不僅內(nèi)置了ADC,同時還支持輸出PWM信號驅(qū)動管屏幕。
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在屏幕方面,此款血氧儀使用了類似于數(shù)碼管的LED顯示屏。屏幕主要由多顆LED燈珠組合成的背光源,以及定制化的屏幕模板兩部分構(gòu)成。在需要顯示測量數(shù)據(jù)時,主控芯片就可以通過控制LED燈珠的點亮和熄滅,實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)值的顯示。雖然,使用此類屏幕能夠很好地壓縮物料成本,但電路的設(shè)計難度會比使用其它屏幕更高。
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通過拆解來看,這款血氧儀使用到了一顆芯片,功能的實現(xiàn)以及工作原理還是非常的簡單的。具體電路結(jié)構(gòu),如上圖所示。
為什么智能手表測血氧不準
在疫情暴發(fā)初期,血氧儀的脫銷,讓智能手表成為很多家庭的備選。但是關(guān)于“智能手表測血氧不準”的話題也引發(fā)了眾多網(wǎng)友的討論。
為什么智能手表測血氧不準?之所以智能手表檢查出來的結(jié)果與血氧儀檢測出來的結(jié)果存在差異,并不是因為智能手表檢測出來的結(jié)果不準,而是在檢測過程中,存在的干擾因素過多。
就以本次拆解的這款血氧儀為例,在進行血氧檢測時,手指與光學檢測元件都能夠保持在一個相對密閉的空間內(nèi),并且檢測空間內(nèi)壁全部使用黑色硅膠進行包裹,這也就很好地避免了光線反射和外部光線射入對測量結(jié)果造成干擾。
智能手表就不一樣了,通常情況下,智能手表采用的是反射式檢測技術(shù),在進行血氧檢測時,外部光線會通過手表與手腕之間的縫隙進入,對最終的檢測結(jié)果造成干擾。另外,手表腕帶的松緊程度也會影響檢測的最終結(jié)果。
結(jié)語
總的來說,血氧儀的工作原理并不復雜,所使用到的材料也并非專用材料,不會像疫情初期的熔噴布一樣面臨缺貨危機,類似紅外燈珠、光電二極管、屏幕等此類器件都是比較容易獲得的材料,總的成本加起來最多也就幾十元。
之所以血氧儀被賣到幾百元甚至上千元,主要還是因為需求量的激增,打破了原有的供需平衡,讓中間商有了哄抬物價的機會。
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