拆解|被“疯抢”的血氧仪内部长这样

 
电子发烧友网报道（文/李诚）在疫情防控政策优化之初，有关于“沉默性缺氧”的话题在网络上引起了众多网友的关注。与此同时，能够针对这一问题，检测血氧饱和度的血氧仪，也成为继N95口罩、体温计和退烧药之后，被卖到脱销的防疫用品，并且在市场中出现了哄抬物价的局面，使得原本售价只要几十元或上百元的血氧仪，一路飙升到几百元甚至上千元。
 
小小的血氧仪凭什么卖到这么贵？其工作原理究竟有多复杂？带着这些疑问，小编近日对一款血氧仪进行了拆解。
 
外观及拆解流程
 
本次拆解的血氧仪为款指夹式脉冲指尖血氧仪，除了能够用过指尖血流检测血氧饱和度之外，还能够检测心率。
 
 
 
在结构方面，这款血氧仪分为上下两个部分，上层结构为血氧仪的屏幕，下层结构主要是电池仓部分，二者通过钢制弹簧进行连接。
 
 
 
此款血氧仪的检测舱位于血氧仪的中间部位，由于采用的是无创检测技术，在该血氧仪检测舱壁的上下两侧各放置了一个光学发射装置和接收装置。并在使用黑色硅胶对内部进行覆盖，减少外部光线对检测结果造成干扰。
 
 
 
在连接方面，此款血氧仪整体均通过卡扣进行固定，并未使用到一颗螺丝。只需使用螺丝刀沿着机壳边缘稍微用力，即可实现设备的分离。血氧仪的主板位于显示屏上机盖的下方，通过4根导线与电池仓，以及用于接收检测信号的光电二极管相连。
 
物料及原理解析
 
通过拆解发现，这块主板是一块双层板，主要的器件均集中在板子的正面，背面只有一颗集成了红光与红外光的小灯珠。
 
 


 
这颗灯珠是血氧仪进行光电检测的发射端，在我们进行血氧检测时，红光与红外光会透过手指传递到与下方孔位对应的光电二极管上，光电检测二极管就会将接收到的信号进行一系列的滤波放大处理后，传递到具有ADC的MCU中进行模数转换，计算出人体的血氧饱和度。
 
此种检测方法主要是利用了一种叫作PPG的光学原理，血红蛋白在含氧量的不同状态下，对红光和红外光的吸收率会存在差异，在血氧饱和的状态下，血红蛋白对红外光的吸收率会比红光高。反之，在血氧饱和度低的状态下，血红蛋白对红外光的吸收率会比红光低。位于手指下方的光电二极管，就能将透过手指残余的红外光和红光进行收集，并交由主控芯片，根据不同光的透过量计算出血氧的实际饱和度。
 
 
 
丝印为BP0P125的芯片是此款血氧仪的主控，也是这款血氧仪有且仅有的一颗芯片。虽然并未查询到与该芯片相关的信息，不过从设备实现的功能，可以推断出这款芯片不仅内置了ADC，同时还支持输出PWM信号驱动管屏幕。
 
 
 
在屏幕方面，此款血氧仪使用了类似于数码管的LED显示屏。屏幕主要由多颗LED灯珠组合成的背光源，以及定制化的屏幕模板两部分构成。在需要显示测量数据时，主控芯片就可以通过控制LED灯珠的点亮和熄灭，实现相应数值的显示。虽然，使用此类屏幕能够很好地压缩物料成本，但电路的设计难度会比使用其它屏幕更高。
 
 
 
通过拆解来看，这款血氧仪使用到了一颗芯片，功能的实现以及工作原理还是非常的简单的。具体电路结构，如上图所示。
 
为什么智能手表测血氧不准
 
在疫情暴发初期，血氧仪的脱销，让智能手表成为很多家庭的备选。但是关于“智能手表测血氧不准”的话题也引发了众多网友的讨论。
 
为什么智能手表测血氧不准？之所以智能手表检查出来的结果与血氧仪检测出来的结果存在差异，并不是因为智能手表检测出来的结果不准，而是在检测过程中，存在的干扰因素过多。
 
就以本次拆解的这款血氧仪为例，在进行血氧检测时，手指与光学检测元件都能够保持在一个相对密闭的空间内，并且检测空间内壁全部使用黑色硅胶进行包裹，这也就很好地避免了光线反射和外部光线射入对测量结果造成干扰。
 
智能手表就不一样了，通常情况下，智能手表采用的是反射式检测技术，在进行血氧检测时，外部光线会通过手表与手腕之间的缝隙进入，对最终的检测结果造成干扰。另外，手表腕带的松紧程度也会影响检测的最终结果。
 
结语
 
总的来说，血氧仪的工作原理并不复杂，所使用到的材料也并非专用材料，不会像疫情初期的熔喷布一样面临缺货危机，类似红外灯珠、光电二极管、屏幕等此类器件都是比较容易获得的材料，总的成本加起来最多也就几十元。
 
之所以血氧仪被卖到几百元甚至上千元，主要还是因为需求量的激增，打破了原有的供需平衡，让中间商有了哄抬物价的机会。