專利名稱：一種電子式肺活量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量人體肺活量的測(cè)量?jī)x，特別涉及一種電子式肺活量計(jì)。
背景技術(shù)：
肺活量是評(píng)定人體健康狀況的重要參數(shù)之一，傳統(tǒng)的機(jī)械式肺活量計(jì)主要缺陷是體積大、靈敏度低和測(cè)量精度低，并且無法檢測(cè)流量隨時(shí)間變化的情況。近年出現(xiàn)了幾種電子式肺活量計(jì)，如孔板式和文丘里管式肺活量計(jì)，它們通常由節(jié)流裝置、壓力傳感器、模擬電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、電子顯示裝置連接而成。這些肺活量計(jì)比傳統(tǒng)肺活量計(jì)的測(cè)量精度提高了很多，但它們?nèi)匀淮嬖谝韵氯秉c(diǎn)節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，局部阻力較大；沒有溫度補(bǔ)償功能，測(cè)量結(jié)果受到溫度變化的影響，需要額外安裝壓力傳感器，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型正是為了克服現(xiàn)有肺活量計(jì)中存在的不足之處而開發(fā)的，旨在向市場(chǎng)提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力損失小，有溫度補(bǔ)償功能，測(cè)量精度高，成本較低且輕巧便攜的新型電子式肺活量計(jì)。
本實(shí)用新型的電子式肺活量計(jì)，主要包括流通管、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和數(shù)字顯示裝置，其特征在于在流通管的中心軸線上安裝了由金屬支架固定的作為氣體流速傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器的熱敏電阻；所述兩個(gè)傳感器分別接入到惠氏電橋的兩個(gè)橋臂中，惠氏電橋的輸出端與伺服放大器相連，伺服放大器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連。A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出接入單片機(jī)進(jìn)行積分運(yùn)算后在顯示器上顯示出結(jié)果。通常，溫度補(bǔ)償傳感器的溫度系數(shù)應(yīng)高于氣體流速傳感器的溫度系數(shù)。
為了防止呼出的氣體的唾液和水氣對(duì)傳感器的污染，可以通過軟管在流通管的進(jìn)氣口連接一個(gè)氣體過濾干燥裝置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果由于使用了熱敏電阻作為氣體流速傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器，并加裝了氣體過濾干燥裝置，因此本實(shí)用新型具有氣體阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)相應(yīng)好，靈敏度及測(cè)量精度高(測(cè)量誤差小于1％F·S)等優(yōu)點(diǎn)，不僅測(cè)量結(jié)果不受溫度變化的影響；還可測(cè)量流量隨時(shí)間的變化情況；并且可以防止呼出的唾液和其他水性氣體對(duì)傳感器的污染。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是電子式肺活量計(jì)的測(cè)量原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的電子式肺活量計(jì)如圖1所示，由流通管7、氣體流速傳感器6、溫度補(bǔ)償傳感器5、集成電路板4、數(shù)子顯示裝置3連接而成。集成電路板4包括惠氏電橋、伺服放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)。氣體流速傳感器所使用的熱敏電阻型號(hào)是PSB-S7，電阻值為3.0kΩ，溫度系數(shù)為30歐姆/度；溫度補(bǔ)償傳感器所使用的熱敏電阻型號(hào)是PSB-S5，電阻值為5.0kΩ，溫度系數(shù)為50歐姆/度，它們由銅管或其他金屬管固定在流通管的中心軸線上?；菔想姌蛑械碾娮柚禐镽1＝3.4kΩ，R2＝3.7kΩ，R＝5.1kΩ，R3＝5.8kΩ，集成電路板和數(shù)字顯示裝置被安裝在兩傳感器支架伸出一側(cè)的管壁外。電路中的輸出電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和積分運(yùn)算后可以得到實(shí)際的肺活量值并顯示出來。
此外，在實(shí)際使用中，為了防止人體呼出氣體中的唾液、水性物質(zhì)對(duì)傳感器的污染，可以在流通管的進(jìn)氣口加裝氣體過濾干燥裝置8，該裝置中裝有粒徑為1mm的硅膠顆粒干燥劑和吸附劑1，并通過軟管2連接到流通管上。
圖2是電子式肺活量計(jì)的測(cè)量原理圖。開始測(cè)量時(shí)，由于氣體的流動(dòng)，氣體流速傳感器的溫度和電阻值將發(fā)生改變，這種改變立即導(dǎo)致電橋偏離平衡，從而輸出不平衡信號(hào)。這個(gè)不平衡信號(hào)經(jīng)過放大以后又反饋到電橋中，抑制電阻的溫度改變，補(bǔ)償熱敏電阻的電阻值變化，從而使電橋平衡，使熱敏電阻的溫度和電阻值保持恒定。氣體流速傳感器下游的溫度補(bǔ)償傳感器可以減少由于氣流溫度變化而引起的測(cè)量誤差。電子肺活量計(jì)中采用A/D轉(zhuǎn)換器將橋路輸出電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)進(jìn)行處理，通過積分運(yùn)算可以得到人體肺活量的測(cè)量值，并利用數(shù)字顯示裝置給出測(cè)量結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種電子式肺活量計(jì)，主要包括流通管、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和數(shù)字顯示裝置，其特征在于在流通管的中心軸線上安裝了由金屬支架固定的作為氣體流速傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器的熱敏電阻，所述兩個(gè)傳感器分別接入到惠氏電橋的兩個(gè)橋臂中，并與伺服放大器構(gòu)成恒溫反饋電路，伺服放大器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式肺活量計(jì)，其特征在于溫度補(bǔ)償傳感器的溫度系數(shù)高于氣體流速傳感器的溫度系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子式肺活量計(jì)，其特征在于通過軟管在流通管的進(jìn)氣口連接了一個(gè)氣體過濾干燥裝置。
專利摘要一種電子式肺活量計(jì),涉及一種測(cè)量人體肺活量的測(cè)量?jī)x。該肺活量計(jì)主要包括流通管、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和數(shù)字顯示裝置,其特征在于在流通管的中心軸線上安裝了由金屬支架固定的作為氣體流速傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器的熱敏電阻;上述傳感器分別接入到惠氏電橋的兩個(gè)橋臂中,并與伺服放大器構(gòu)成恒溫反饋電路,伺服放大器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路相連,并在流通管的進(jìn)氣口加裝過濾干燥裝置以防止水性物質(zhì)對(duì)傳感器的污染。這種電子式肺活量計(jì)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,阻力損失小,有溫度補(bǔ)償功能、靈敏度及測(cè)量精度高(測(cè)量誤差小于1%F·S);而且具有成本較低、輕巧便攜等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/08GK2500259SQ0126820
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
發(fā)明者許宏慶, 郝鵬飛, 李 杰, 楊岱強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)