皖江工学院 243031
摘要：物理传感器作为众多传感器的一种，在层出不穷的新型传感器面前并没有丧失它的地位，仍然在一些重要领域发挥作用。本文研究的主要内容就是物理传感器在生物体内测量呼吸和压力的作用方法，通过研究物理传感器的普遍运行原理，研究物理传感器的具体应用，从而能够得到一个清晰的认识：物理传感器是一种方便快捷的工具，安全无创伤，并且随着这种传感器的技术的进步，在医
学领域的应用一直保持着重要地位和广泛地位。
关键词：物理传感器；测量；压力和呼吸
引言：顾名思义，物理传感器就是测量日常物理量的一种仪器，工作的主要方法就是通过一些学术物理效应，把所能接收到的物理信息通过转化为仪器所能处理的简易信号，然后再对其进行分析和处理。当前社会生活中常见的物理传感器有光电传感器、压电传感器、电阻式传感器、电磁式传感器，还有当前较为先进的热电式传感器和光导纤维传感器。下面就先举例介绍一下几种常见传感器在医学方面的主要应用。
一、光电式传感器
光电式传感器有两种信号转化方式一种是把光信号转化为电信号接收物体辐射的信息，这也是它的主要工作方式，也因此而得名，另一种则是这种传感器灵活处理，把物体其他类型的信号也同样转化为光信号，也能为传感器所接收信息。总体来说，这种传感器运作的理论依据还是物理学中的光电效应，即当光照射到物质上的时候，物质上的电信号会发生相应的改变，这里的电信号包括电子发射和电位电流以及其他可检测的电信号。显然，能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件，比如说光敏电阻。那么这种光电式传感器在医学方面的应用主要集中在血压测量。我们通常的血压测量都是间接测量，通过体表检测出来的血流和压力之间的关系，从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片，它将压力信号转变成为膜片的变形，然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来收缩压，在通过反相器和峰值检测器后，我们可以得到舒张压，通过积分器就可以得到平均压。
二、压电传感器
压电式传感器是一种利用压电效应的传感器，他的主要工作来自于内部敏感原件来组成压电传感器，主要可以分为自发电视和机电转换式的两种转换器，敏感元件也都是由纯天然压电材料支撑。压电材料可以传感的原理是他在受压过程中，在表面可以形成一种电荷，这种电荷在放大器和测量电路变大或者换组之后，都相当于所受外部的电力输出压电式传感器，主要用来测量能够转化为电信号的一些物理量，它所具有的独特优点是带宽，灵敏度高，简单易操作，安全，但是这种材料容易受到天气变化影响，尤其是潮湿天气，电流较为不稳，需要用电荷放大器来控制。压电式传感器也是作为传统物理传感器的一种，在汽车工业机械工业化学工业等方面都具有重要作用。
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除此之外，压电式传感器也在医学方面得到重要应用，其中最主要的应用就是B超设备中的检测探头【2】B超作为压电式传感器技术和电子技术、计算机技术、数字信号处理技术结合的诊断仪，其中很大一部分的功能就是来自于压电式传感器，可以说，没有压电式传感器对于B超设备的支持，B超设备是无法达到检测的目的。
三、电阻式传感器
电阻式传感器同样是一种应用于电信号才可以完成任务的传感器，它的工作原理基本与光电式传感器相同，电阻式传感器相较于上述两种传感器，在医学方面的应用较为广泛。其中，呼吸测量是其最主要的应用呼吸测量，呼吸测量在医学中对于临床诊断肺功能具有不可替代的重要作用，也是检测病人肺呼吸的重要依据，测量呼吸频率是由一种独特的热敏电阻传感器完成，这种传感器安装在一个夹子的外端，把夹子逼在两翼上，当呼出的气流，从热敏电阻表面流过时，就可以通过热敏电阻来感应呼吸的频率以及热气的状态，从而能够精确诊断病人肺部的状况
四、电磁传感器
电磁式传感器利用电磁感应原理把运动相关的物理量转化为相应的感应电流，因此它也被称为电动式传感器或者是感应式传感器，由于他的敏感原件由线圈组成，而不再是一种单一的芯片或者电线传导的电信号，因此与电阻与传感器相比，他就具有输出大功率，并且性能稳定，不容易断电，并且相对较宽的优点。他的稳定功能发挥，使它在生物医学界也起到了重要作用，一方面，它可以用来简单的检测，呼吸，血流量等生理指标的测量，另一方面，它还可以用于心脏、大脑等重要器官的生理活动所产生的弱磁场检测，例如，核磁共振和感应医学成像技术，通过这种稳定的电磁感应器的传播信息，可以进一步的检测到病人准确的生理指标，随着科技的不断发展，电磁式感应器的装置也在不断地进行完善。目前尚处于探索阶段的磁感应断层成像技术也是利用电磁式感传感器原理。
五、光导纤维传感器
光导纤维传感器是在医学中应用范围最广、作用最大的传感器之一，并且，在当前传感器类型中属于先进类型。光纤传感器在工作时能够将物体发出的光源传输到指定区域，并且，与在此区域内的光源产生反应，使得该区域内的光的频率，强度等发生变化成为限制被调制的信号，光再经光纤送入光探测器，探测器中具有能够解码这种光的解调器，解调器能够对所获光源进行信息判断，从而得到被测物理量数据。医学界用光纤传感器测量压力，流速PH值等五方面的应用除此之外，光纤传感器具有方便、绝缘、不受外界事物辐射和频率的干扰，因此，它可以作为解码图像的重要图象传输工具，这也是光纤传感独具特色的特征。为了使图少能够具有空间量子化特点，只需要把其中的光纤束成光束。，光导纤维柔软，可塑性强，传输图像不会失真，并且直径细等优点，使得光导纤维为内窥镜的主要材料，用光导纤维制成的内窥镜检查人体各个部位都是可行的，极大的减少了普通监测对于人体的痛苦和不适。除诊断效果外，光纤内窥镜也大量应用于治疗，例如，光纤温度传感器可以战胜微波加温治疗癌症的技术的不足。微波加温治疗癌症技术由于温度难以控制，在杀死人体癌细胞的过程中不可避免的也会伤害到人体正常细胞。光纤温度传感器可以有效地监测到微波加温治疗技术的细胞的温度在保护人体正常细胞的同时，可以同时可以达到治疗癌症的效果
六、热电偶式传感器
所有医疗的检测都必须要经过体表温度测量的一个过程，此过程虽然看起来简单，但却有着一个复杂的测量机理。生物体表皮的温度不仅是要受到外界环境的影响，更多是由体表温度的，局部的血流量以及皮肤组织的导热情况和散热情况等多种因素影响，所以测量生物体表皮温度时要综合考虑到多方面因素。热电偶式的传感器是一种精度非常高测量表皮温度的仪器，精确度可达微米的级别，所以它可以有效避免的这些不可控因素的干扰，并能够准确地测量处生物体某一点的温度，在此基础上形成数据分析，并帮助形成正确的数据统计。
参考文献：
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论文作者:韩财宝,,
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第08期
论文发表时间:2019/10/15
标签：传感器论文; 测量论文; 电信号论文; 物理论文; 光纤论文; 光导纤维论文; 呼吸论文; 《教育学文摘》2019年第08期论文;