專利名稱：肺功能儀校準裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械的校驗裝置，特別是采用標準呼吸模擬器來校驗肺 功能儀的校準裝置。
背景技術：
在發(fā)達國家和地區(qū)，為了肺功能測試的標準化，強化肺功能測試的質量控制， 先后制訂了肺功能儀的質量檢測標準，如美國胸腔協(xié)會(ATS)、歐洲呼吸學會 (ERS)就相繼制訂了肺功能檢測標準。這些標準的制訂促進了肺功能儀的臨床 應用，為肺功能儀的質量控制提出了比較具體的要求。國外的肺功能實驗室和廠 家一般采用微機控制的氣筒或者氣泵作質量控制和校準，醫(yī)療機構一般采用固定 體積(1~3L)的手動定標氣筒。在國內，肺功能測試開展比較晚，沒有建立肺 功能儀相應的測試標準。不同的肺功能儀測試同一病人，可能得到差異較大的結 果，給臨床診斷帶來一定的困難。要解決這個問題必須要有標準的、適用的肺功 能儀校準裝置。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種微機控制的肺功能儀校準裝置，實現(xiàn)氣體在變 流量情況下的累計流量控制，用于質量控制和計量校準，解決肺功能儀的量值傳 遞和溯源的難題。
本實用新型的目的是這樣達到的 一種肺功能儀校準裝置，其特征在于校 準裝置由計算機、控制器、伺服電機和氣筒構成，計算機與控制器雙向連接，控 制器與伺服電機雙向連接，伺服電機通過齒輪對氣筒內的活塞提供動力，所述氣
筒由滑筒、活塞、絲桿機構、軸承、右端蓋、左端蓋、導氣管、活塞導向桿、以 及堵頭、擋片等部件組成，氣筒由左上支座、左下支座和右上支座、右下支座固 定后安裝在底座上，活塞固定在絲桿結構的絲桿上，活塞導向桿穿過活塞水平放 置在滑筒內，伺服電機也安裝在底座上，伺服電機軸上的主動齒輪與從動齒輪嚙 合，從動齒輪與絲桿機構的絲桿連接。
所述控制器由伺服電機驅動模塊、運動命令轉換模塊、限位開關和電源構成，所述計算機與控制器雙向連接是指運動命令轉換模塊與計算機雙向連接，所述控 制器與伺服電機雙向連接是指伺服電機驅動模塊與伺服雙向連接電機連接。
氣筒的導氣管加裝在左端蓋上，活塞的外側加有密封環(huán)，活塞導向桿上加有 用"0"形密封圈。
本實用新型的優(yōu)點是
1、 校準裝置結構簡單、可靠，氣筒模擬標準呼吸逼真、形象，解決了肺功 能儀的量值傳遞和溯源的難題，實現(xiàn)了模擬呼吸。
2、 較好地解決了氣體在定向排出和吸入時相關機械組件的密閉性。
3、 在計算機軟件的精密控制下，達到了復現(xiàn)氣體的標準量值的要求。本校
準裝置，在計算機軟件建立呼吸的基本模型的基礎上，在計算機的精密控制下，
實現(xiàn)了肺功能儀主要物理參數(shù)的校準，如肺活量、用力肺活量、呼氣峰值流 量、最大分鐘通氣量等參數(shù)。肺功能儀校準裝置達到美國胸腔協(xié)會(ATS)和歐 洲呼吸學會(ERS)的推薦標準，填補國內空白，技術指標與國外相當。其指標
為(1)體積范圍0 10L;
(2) 流量范圍0 14L/S;
(3) 體積線性±0.5% (大于等于2L); 土20mL(小于2L);
(4) 流量線性±0.5% (總體積相對于3L);
(5) 重復性土6mL;
(6) 體積誤差±0.5% (大于等于2L); 土20mL (小于2L);
(7) 呼氣峰值流量誤差±2.0% (2L/s 14L/s);
4、 本微機控制的肺功能儀校準裝置不僅實現(xiàn)了氣體在變流量情況下的累計 流量控制，向肺功能儀提供標準的理想氣源，用于質量控制和計量校準，同時也 可以用于環(huán)境通風設備的測試、呼吸健康的研究、醫(yī)療及相關機構人員的模擬培 訓等領域。


圖1是本肺功能儀校準裝置結構示意圖； 圖2是控制器的結構示意圖； 圖3是氣筒結構的剖面圖； 圖4是圖3的A向示意圖；圖5是圖3的B向示意圖。
圖中，l導氣管，2左下支座，3堵頭，4左上支座，5左端蓋，6是O型 密封圈，7密封環(huán)，8活塞，9活塞導向桿，IO滑筒，ll擋蓋，12右端蓋，13 右上支座，14緊固螺母，15軸承，16擋蓋，17絲桿機構，18擋片，19從動 齒輪，20主動齒輪，21伺服電機，22底座，23右下支座，24渦輪套筒。
具體實施方式
附圖給出了本實用新型的一個具體實施例。 參見附圖。
本校準儀由氣筒、伺服電機、控制器和計算機構成，計算機在軟件控制下工 作。計算機與控制器雙向連接，控制器與伺服電機雙向連接，伺服電機通過齒輪 對氣筒提供動力，模擬標準呼吸，與計算機軟件一起構成了標準呼吸模擬器。控 制器接收和執(zhí)行計算機發(fā)送的命令，對伺服電機進行開關控制，進而對氣筒進行 控制，完成模擬校驗。
計算機軟件首先建立了呼吸模型和各種校準參數(shù)標準，對控制器下達控制命
令，在控制器的控制下對伺服電機的工作狀況進行控制。進一步，通過伺服電機 連接的主動齒輪20和從動齒輪19對氣筒內的活塞8提供運動動力。氣筒內的活 塞8來回移動會通過導氣管1將氣筒中的氣體排出，或者將外界大氣吸入氣筒， 通過這一過程來模擬人體呼吸。氣筒是本實用新型的關鍵部件，在氣筒的滑筒 10內采用水平放置的活塞導向桿9控制活塞8的運動方向并在活塞外側采用密 封環(huán)7，導向桿上采用"0"形密封圈6，解決了運動部件之間的氣密性。同時采 用絲杠加套軸承15、加渦輪套筒24與主動齒輪20、從動齒輪19傳動的方式， 減小了部件之間的摩擦力，提高裝置的可靠性。本實施例中，氣筒的滑筒10的 內徑為02OOmm，長400mm，氣筒有效容積約12. 4升。出口的直徑約025腿。
控制器在本裝置中起到了承上啟下的作用，通過運動命令轉換模塊接收和下 達驅動命令，通過伺服電機驅動模塊對伺服電機進行控制。限位開關完成位置限 制任務。
本裝置的整個校驗過程由計算機精密控制，達到了非常好的效果，獲得良好 的重復性，因此達到了校準標準。
權利要求1、一種肺功能儀校準裝置，其特征在于所述校準裝置由計算機、控制器、伺服電機和氣筒構成，計算機與控制器雙向連接，控制器與伺服電機雙向連接，伺服電機(21)通過齒輪對氣筒內的活塞提供動力，所述氣筒由滑筒(10)、活塞(8)、絲桿機構(17)、軸承(15)、右端蓋(12)、左端蓋(5)、導氣管(1)、活塞導向桿(9)、以及堵頭(3)、擋片(18)等部件組成，氣筒由左上支座(4)、左下支座(2)和右上支座(13)、右下支座(23)固定后安裝在底座(22)上，活塞(8)固定在絲桿機構(17)的絲桿上，活塞導向桿(9)穿過活塞(8)水平放置在滑筒(10)內，伺服電機(21)也安裝在底座(22)上，伺服電機(21)軸上連接的主動齒輪(20)與從動齒輪(19)嚙合，從動齒輪(19)與絲桿機構(17)的絲桿連接。
2、 如權利要求1所述的肺功能儀校準裝置，其特征在于所述控制器由伺 服電機驅動模塊、運動命令轉換模塊、限位開關和電源構成，所述計算機與控制 器雙向連接是指運動命令轉換模塊與計算機雙向連接，所述控制器與伺服電機雙 向連接是指伺服電機驅動模塊與伺服雙向連接電機連接。
3、 如權利要求1所述的肺功能儀校準裝置，其特征在于所述氣筒的導氣 管(1)加裝在左端蓋(5)上。
4、 如權利要求1所述的肺功能儀校準裝置，其特征在于所述氣筒的活塞 (8)外側加有密封環(huán)(7)，活塞導向桿上加有用"0"形密封圈(6)。
專利摘要肺功能儀校準裝置屬醫(yī)療器械的校驗范疇。由計算機、控制器、伺服電機和氣筒構成。計算機與控制器雙向連接，控制器與伺服電機雙向連接。氣筒由滑筒、活塞、絲桿機構、導氣管、活塞導向桿等部件組成，由左、右兩側上下支座固定后安裝在底座上?；钊潭ㄔ诮z桿上，活塞導向桿穿過活塞水平安裝在滑筒內。伺服電機也安裝在底座上，伺服電機軸上的主動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪與絲桿連接對氣筒內的活塞提供動力。本裝置解決了肺功能儀量值傳遞和溯源的難題，實現(xiàn)了模擬呼吸。在計算機軟件的精密控制下，達到了復現(xiàn)氣體標準量值要求。不僅用于質量控制和計量校準，也用于環(huán)境通風設備的測試、呼吸健康的研究、醫(yī)療及相關機構人員的模擬培訓等。
文檔編號A61B5/08GK201223392SQ200820063768
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權日2008年6月12日
發(fā)明者張叢華, 嵐 龔 申請人:中國測試技術研究院電離輻射研究所