專利名稱：測(cè)量肺性能的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及測(cè)量氣流參數(shù)特別是測(cè)量氣流參數(shù)以便診斷肺性能的裝置和方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械和電子峰值氣流量計(jì)用來監(jiān)控具有呼吸疾病例如哮喘的病人的肺性能。機(jī)械峰值氣流量計(jì)特別是由病人使用以便自監(jiān)控肺性能。在這種應(yīng)用中，肺性能參數(shù)，例如峰值氣流在每日記錄中周期性記錄。如果肺性能低于一定水平，或者如果每日記錄顯示肺性能惡化，病人將尋求醫(yī)療救助。
機(jī)械峰值氣流量計(jì)通常是受彈簧力作用的裝置，它具有與板狀彈簧連接的峰流指示器，該指示器在病人呼出的氣體作用下可移動(dòng)或橫向滑動(dòng)，以便指示最高氣流速度。盡管這種裝置很便宜，但該裝置僅提供最大呼氣流速(PEFR)測(cè)量，并且不能測(cè)量其它理想的和重要的參數(shù)，例如在一秒中的最大呼出體積(FEV1)(在一秒間隔中病人呼出的氣體的總體積)，或者在六秒中的最大呼出體積(FEV6)(在六秒間隔中病人呼出的氣體的總體積)。這種裝置的精度一般很差，并通常隨時(shí)間流逝而降低。機(jī)械裝置還不能通過在電子存儲(chǔ)器中寫入測(cè)量值來跟蹤進(jìn)行峰流測(cè)量。因此，測(cè)量必須手工記錄在每日記錄中。
電子裝置通常具有固定孔或可變孔，以及位于孔的一側(cè)或兩側(cè)的壓力傳感器。固定孔是具有不依賴氣流速度的固定橫截面積的直徑減小的通道(可具有任何形狀)?？勺兛资蔷哂幸蕾嚉饬魉俣鹊臋M截面積(例如橫截面積隨流速增加而增加)的直徑減小的通道(可具有任何形狀)。在任一種情況下，響應(yīng)通過孔的氣流，孔在其前面通常產(chǎn)生反壓力。通過測(cè)量反壓力并確定孔下游的壓力(通常是環(huán)境壓力)，從而可獲得貫穿孔的壓差。該壓差不僅允許確定峰流，而且允許確定FEV1和FEV6(壓差作為時(shí)間的函數(shù)來測(cè)量)。由于使用貴重的壓力傳感器和相關(guān)的電子儀器，對(duì)于自監(jiān)控應(yīng)用的病人個(gè)人來說，電子裝置通常成本太高。結(jié)果，病人不能監(jiān)控重要的肺性能參數(shù)，例如FEV1和FEV6。

發(fā)明內(nèi)容
這些和其它需要由本發(fā)明的裝置和方法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明總的涉及一種便宜的裝置和方法，它用于測(cè)量(呼出)氣流參數(shù)，例如PEFR，F(xiàn)EV1，F(xiàn)EV6，最大肺活量(FVC)，和中等呼氣流速(FEF 25-75)。該裝置使用簡單，便于攜帶和/或手握。
在第一實(shí)施例中，提供的裝置包括(a)具有呼出空氣的入口(或口承)和呼出空氣的出口(或氣流室)的管道；(b)可移動(dòng)地布置在入口和出口之間的管道內(nèi)的一個(gè)板(或者孔板或者擋板或傳感)部件(或葉片)，該板部件至少部分阻塞管道，并響應(yīng)通過管道的呼出的空氣而移動(dòng)；和(c)在多個(gè)個(gè)時(shí)間點(diǎn)，用于測(cè)量下列至少其中之一并產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量信號(hào)的測(cè)量裝置，即(i)板部件的位置，(ii)由呼出空氣作用在板部件上的壓力或力，和/或(iii)一個(gè)氣流參數(shù)(例如，流量速度)。板部件通常成形為使得來自入口端經(jīng)過部件的氣流導(dǎo)致部件例如轉(zhuǎn)動(dòng)地或直線地移動(dòng)離開一個(gè)靜止或初始位置，從而到達(dá)一系列其它打開位置，并在部件和管道或通道的部分或壁之間形成不斷加寬的間隙。從板部件的位置或作用在板部件上的力，可確定在板部件之前作用在板上的壓力(例如，由氣流作用的反壓力或壓力或力)。
在一種構(gòu)造中，裝置測(cè)量由接觸板的空氣的重量作用在板上的力(即使不存在反壓力)。該力與氣流的流速或動(dòng)能成正比例。
在另一種構(gòu)造中，出口處于環(huán)境(大氣)壓力下，因此，可確定貫穿板部件的壓差。這樣，使用位移測(cè)量裝置就不再需要貴重的壓力傳感器和相關(guān)的電子儀器。該裝置可設(shè)計(jì)成滿足美國胸協(xié)會(huì)的嚴(yán)格的最大反壓力要求(其要求反壓力小于在14升/秒氣流下測(cè)量的約2.5cm H2O/升秒(為監(jiān)控使用)和在14升/秒氣流下測(cè)量的1.5cm H2O/升秒(為診斷應(yīng)用))。而且，通過選擇位移部件和管道的出口之間的距離，可預(yù)先確定裝置的壓力和氣流之間的關(guān)系(例如，壓力與流速的曲線形狀可受到控制)。以這種方式可精確地測(cè)量極低的流速。
為了允許確定基于時(shí)間的參數(shù)，例如，F(xiàn)EV1，或FEV6，裝置可進(jìn)一步包括用于接收多個(gè)測(cè)量信號(hào)的處理單元，和與該處理單元聯(lián)系的電子存儲(chǔ)器，以便記錄在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)板部件的位置或作用在板部件上的壓力或力。這允許在不同時(shí)間點(diǎn)確定流速，和在一個(gè)選定的時(shí)間間隔的體積流量。電子存儲(chǔ)器的內(nèi)容由使用者通過一個(gè)視覺顯示器讀出和/或上載到一個(gè)計(jì)算機(jī)中，以便形成病人的每日電子記錄，和/或通過調(diào)制解調(diào)器向醫(yī)生發(fā)送信息。醫(yī)生可給裝置編程，以便利用計(jì)算機(jī)(PC)設(shè)置目標(biāo)或目的，計(jì)算機(jī)通過接口與裝置或裝置上的鍵互連。在一種構(gòu)造中，存儲(chǔ)器是可防止竄改的，因此消除了與手記錄結(jié)果有關(guān)的頻繁產(chǎn)生的誤差。
測(cè)量裝置可以是任何適當(dāng)?shù)难b置，以便監(jiān)控作為時(shí)間函數(shù)的作用在板部件上的壓力或力和/或板部件的位置，例如應(yīng)變片(例如，單、半或全電阻橋應(yīng)變片)，與輻射能源探測(cè)器聯(lián)系的輻射能源(例如，光源或聲能源)。在一種構(gòu)造中，裝置是任何形狀的應(yīng)變片，例如壓敏電阻、薄膜、半導(dǎo)體等，用于測(cè)量板的變形。一種特別優(yōu)選的應(yīng)變片具有一個(gè)有源電路和一個(gè)無源電路。通過使應(yīng)變片構(gòu)造成半或全電阻橋，由于板部件等熱膨脹或收縮產(chǎn)生的雜波可消除。相對(duì)于呼出的氣流的方向，應(yīng)變片通常位于板部件的上游(前)表面或下游(后)表面上。
在另一種構(gòu)造中，提供一種測(cè)定呼出的氣流的方法。該方法的步驟包括(a)將空氣呼出到管道的入口內(nèi)；(b)使可移動(dòng)地布置在入口的管道下游內(nèi)的傳感部件移動(dòng)，該傳感部件至少部分堵塞管道，并響應(yīng)通過管道的呼出的空氣的通過而移動(dòng)；和(c)測(cè)量在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的傳感部件的位置并產(chǎn)生多個(gè)位置信號(hào)。多個(gè)位置信號(hào)經(jīng)處理以確定期望的氣流參數(shù)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供測(cè)量呼吸的氣流的便攜式裝置，以抵消板部件的慣性效應(yīng)。該裝置包括阻止傳感部件移動(dòng)的自激振蕩阻尼器(或阻尼裝置)。在一種構(gòu)造中，阻尼器位于后面并可移動(dòng)地(例如，摩擦地)與傳感部件接合。自激振蕩阻尼器響應(yīng)與傳感部件接觸的呼出的空氣對(duì)傳感部件的振幅提供阻尼。自激振蕩阻尼器還增加傳感部件的共振頻率，因此，該共振頻率超出由氣流賦予系統(tǒng)的任何振蕩頻率。在一種構(gòu)造中，自激振蕩阻尼器位于傳感部件的下游側(cè)。在另一種構(gòu)造中，自激振蕩阻尼器向傳感部件施加不超過約10gm的壓力，或不超過由氣流作用到傳感部件上的壓力的約10％的壓力。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供用于測(cè)量呼吸的氣流的裝置，它包括(a)具有呼出空氣的入口和呼出空氣的出口的管道；(b)可移動(dòng)地布置在入口和出口之間的管道內(nèi)的一個(gè)板部件，該板部件至少部分阻塞管道，并響應(yīng)通過管道的呼出的空氣而移動(dòng)；和(c)用于測(cè)量由呼出的空氣作用在板部件上的壓力或力的至少其中之一并產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的一個(gè)測(cè)量裝置。該測(cè)量裝置定位在板部件上(例如，與板部件粘接或連接或蝕刻于其上等)，或者與板部件接合。在一個(gè)特別優(yōu)選的構(gòu)造中，測(cè)量裝置是應(yīng)變片。
在又一個(gè)實(shí)施例中，由于上述原因，便攜式裝置可增加板部件的共振頻率。該裝置包括(采用)或接合一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)部件，以便給板部件賦予剛性，同時(shí)不顯著增加部件的質(zhì)量。增強(qiáng)部件可位于板部件上的任何位置，例如在板部件的一個(gè)或多個(gè)周邊和/或板部件的中部。通過增加板部件的剛性，增強(qiáng)部件還響應(yīng)氣流而消除或使部件的振顫最小。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供的用于測(cè)量呼吸的氣流的便攜式裝置基本上消除了氣流測(cè)量時(shí)的重力的影響。該裝置包括(a)具有呼出空氣的入口和呼出空氣的出口的管道；和(b)用于測(cè)量氣流參數(shù)(例如，壓力傳感器，可移動(dòng)的板)的一個(gè)測(cè)量裝置。通過入口的氣流的方向橫過在傳感部件處的氣流的方向。在一種構(gòu)造中，通過入口的氣流的方向基本上垂直于在傳感部件處的氣流的方向。在該設(shè)計(jì)中，當(dāng)病人向管道中呼氣時(shí)，裝置的定位基本上不影響氣流測(cè)量。在一種構(gòu)造中，在利用裝置進(jìn)行呼吸試驗(yàn)時(shí)，傳感部件移動(dòng)的軸線基本上垂直于或正交病人的可能移動(dòng)的軸線。
在另一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)可拆卸或可移走的頭組件，該頭組件包括輸入管道、傳感部件和輸出管道。頭組件可拆下以便清潔。以這種方式，裝置不需要細(xì)菌濾器。
上述實(shí)施例和構(gòu)造既不完整也不詳盡?？梢岳斫?，本發(fā)明的其它實(shí)施例有可能單獨(dú)或結(jié)合地利用上面指出的或下面詳細(xì)描述的一個(gè)或多個(gè)特征。


圖1是使用者操作根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的峰值氣流量計(jì)的透視圖；圖2是處于未展開狀態(tài)的具有入口的流量計(jì)的透視圖；圖3是與流量計(jì)的主體脫離接合或拆下的頭組件的透視圖；圖4是已拆下頭組件的流量計(jì)的主體的透視圖；圖5是拆下的頭組件的底視圖；圖6是處于未展開狀態(tài)的具有入口的流量計(jì)的側(cè)視圖；圖7是處于未展開狀態(tài)的具有入口的拆下的頭組件的側(cè)視圖；圖8是沿圖2的線8-8截取的橫截面視圖；圖9是表示去掉外殼的一部分以顯示流量計(jì)內(nèi)部的流量計(jì)的端視圖；圖10是表示去掉外殼的一部分以顯示流量計(jì)內(nèi)部的流量計(jì)內(nèi)部的側(cè)視圖；圖11是表示去掉外殼的一部分以顯示流量計(jì)內(nèi)部的流量計(jì)的端視圖(與圖9的端視圖相對(duì))；圖12是表示去掉外殼的一部分以顯示流量計(jì)內(nèi)部的流量計(jì)的側(cè)視圖(與圖10的側(cè)視圖相對(duì))；圖13是沿圖3的線13-13截取的橫截面視圖；圖14是在不同位置的入口和板部件的示意圖；圖15是圖14的示意圖的頂視圖；圖16是峰值氣流量計(jì)的電流示意圖；圖17A是分段顯示器的平面圖；圖17B-K是操作流量計(jì)的軟件的流程圖；圖18A和B分別是測(cè)量裝置的電阻橋構(gòu)造和裝置的電流程示意圖；圖19-22表示不同的板部件的構(gòu)造；圖23表示確定板部件的位置的一個(gè)替代的構(gòu)造；圖24表示確定板部件的位置的又一個(gè)替代的構(gòu)造；圖25-26表示根據(jù)另一個(gè)替代的構(gòu)造的板部件和板部件定位系統(tǒng)，圖25是板部件的前視圖，圖26是系統(tǒng)部件的平面圖；
圖27是用于確定板部件的位置和/或由氣流作用到板部件上的力的系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)造；圖28表示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的板部件和自激振蕩阻尼器；圖29-30表示板部件和自激振蕩阻尼器的又一個(gè)實(shí)施例，圖29是系統(tǒng)部件的平面圖，圖30是板部件的側(cè)視圖；圖31是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的板部件的平面圖；和圖32是圖31的板部件的前視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1-12顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的峰值氣流量計(jì)100。峰值氣流量計(jì)100包括一個(gè)主體組件104和一個(gè)可拆離的頭組件108。參考圖4，借助前彈鍵112a可將頭組件108與主體組件104拆離，該前彈鍵112a是通過按壓位于主體組件104前部120上的釋放按鈕116而被觸動(dòng)。釋放按鈕不會(huì)觸動(dòng)后彈鍵112b，后彈鍵112b僅僅固定在頭組件的后部。
參考圖4和9-12，主體組件104通常包括一個(gè)信號(hào)處理電路，一個(gè)處理器，和一個(gè)顯示器，所有這些都封裝在主體外殼中。主體外殼通常由重量輕的剛性材料例如塑料形成。
參考圖3，5，8-10和16，頭組件108通常包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)(或可調(diào)節(jié)的)入口管道124，一個(gè)出口管道128，靠近孔口136的一個(gè)板部件132，和與板部件132接合的一個(gè)自激振蕩阻尼器140，所有這些部件都封裝在頭部外殼144中，該頭部外殼通常由與主體外殼相同的材料形成。
參考圖14和15，板部件132與頭部外殼144可移動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)地接合，以允許呼出的空氣148能經(jīng)過入口管道124和孔口136，以使板部件132移動(dòng)離開孔口136。當(dāng)板部件132移動(dòng)離開孔口136時(shí)，呼出的空氣148可進(jìn)入出口管道或流體室128，并且經(jīng)過出口或排氣管152到外部環(huán)境。板部件的曲邊和相鄰的頭部外殼內(nèi)表面之間的間隔通常較小(例如，不超過約0.5mm以提高測(cè)量精度)。
當(dāng)板部件132從初始位置156a移動(dòng)到新位置156b時(shí)(圖14和15)，布置或者蝕刻在板部件132上的應(yīng)變片160產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，該電信號(hào)可由公知技術(shù)處理，以便測(cè)定由流經(jīng)入口管道124的空氣148施加在板部件132上的力。人們認(rèn)識(shí)到，隨著應(yīng)變片中電阻的長度響應(yīng)板部件132的變形而變化時(shí)，電信號(hào)將變化。如果應(yīng)變片160位于板部件132的前表面164上，當(dāng)板部件132移動(dòng)時(shí)電阻長度增加。如果應(yīng)變片160位于板部件132的后表面168上，在板部件132移動(dòng)時(shí)電阻長度減少。如下所述，電信號(hào)可用來直接測(cè)定由氣流施加到板部件上的作為時(shí)間函數(shù)的壓力或力，和在合適的時(shí)間間隔上完整的生成波形，以提供FEV1或FEV6。
圖18A和18B顯示了在許多應(yīng)用中特別有用的應(yīng)變片160的結(jié)構(gòu)。應(yīng)變片160是具有電阻R1和R2的全電阻橋設(shè)計(jì)。電阻R1定向?yàn)榕c電阻R2正交，以便允許由于熱效應(yīng)產(chǎn)生的背景變化或電信號(hào)中的雜波(信號(hào)“T”)消除。換句話說，電阻R1和R2并聯(lián)電連接，以致由于板部件321的熱膨脹和收縮，每個(gè)電阻長度的變化抵消(因?yàn)榘宀考?32在所有方向上均勻地膨脹或收縮)。當(dāng)經(jīng)過入口管道124的氣流使板部件132移動(dòng)時(shí)，電阻R2的長度基本保持恒定，而電阻R1的長度將變化以產(chǎn)生信號(hào)“MS”測(cè)量。
利用公知技術(shù)，應(yīng)變片160可粘合或連接到板部件132上，或者蝕刻到板部件132(該板部件通常為金屬結(jié)構(gòu))中。通常，出于成本的原因，應(yīng)變片將單獨(dú)制造，然后連接到板部件132上。
參考圖8，板部件132的上游或前表面164和孔出口172的平面(當(dāng)板部件位于初始位置156a(圖14))(即，在沒有氣流經(jīng)入口管道124時(shí))之間的距離Δx，可以確定系統(tǒng)響應(yīng)流經(jīng)入口管道124的氣流的線性和靈敏度。例如，如果Δx為零，在氣流148首先接觸板部件時(shí)，會(huì)實(shí)現(xiàn)極高的增益(或在低流速時(shí)極靈敏)。但是，在流速增加時(shí)測(cè)量的精度會(huì)迅速降低。當(dāng)Δx變大時(shí)，相反的效應(yīng)產(chǎn)生了。雖然在較高的Δx下可實(shí)現(xiàn)較大的線性響應(yīng)，但在低流速時(shí)系統(tǒng)會(huì)具有非常低的靈敏度。最好，Δx不大于約5mm，更好在約0至約2.5mm的范圍內(nèi)。
板部件132可由任何最好是輕質(zhì)、無腐蝕、高強(qiáng)度、基本上剛性或剛性材料，金屬構(gòu)造，例如由較大的供應(yīng)商出售的任何3XX不銹鋼合金15-5，15-7，17-4和17-7會(huì)更好。
降低板部件132的質(zhì)量是重要的，以便降低通過氣流148對(duì)板部件132的移動(dòng)的重力沖擊，并且降低板部件振動(dòng)的激烈性(頻率和幅度)。如果板部件132太薄，板部件132的振顫可負(fù)面地影響測(cè)量的精度。最好，板部件132具有厚度“T”(圖14)，該厚度“T”的范圍從約0.05至約0.5mm，并且更好是從約0.05至約0.25mm的范圍內(nèi)。通常，板部件132的重量不超過約0.6gms，更特別是在約0.3至約2gms的范圍內(nèi)。
為了吸收氣流148給予板部件132的能量(并因此降低板部件132的振幅)，自激振蕩阻尼器140阻止(通常是通過摩擦)板部件132的移動(dòng)?？梢哉J(rèn)識(shí)到，振動(dòng)可導(dǎo)致測(cè)量精度的損失，尤其是在峰值時(shí)，這轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪_的計(jì)算期望的呼吸參數(shù)。
參考圖8，它顯示了自激振蕩阻尼器140的許多設(shè)計(jì)參數(shù)。通常，接觸角θ范圍是約0至約75°，更通常范圍是從約15至約65°。阻尼器140和板部件148之間的接觸點(diǎn)“CP”的高度HCP通常范圍是在相同的基準(zhǔn)面上的板部件132高度HPM的約25％至約95％。從接觸點(diǎn)到基準(zhǔn)面的阻尼器140的長度“LSOD”的典型范圍是約占板部件132的高度HPM的10％至約150％?？梢哉J(rèn)識(shí)到，基準(zhǔn)面是包括板部件132和阻尼器140的旋轉(zhuǎn)軸的平面。板部件132和阻尼器140經(jīng)過同一個(gè)孔176以允許自由地旋轉(zhuǎn)。阻尼器140通常具有厚度“T0”(圖15)，該厚度在從約0.05至約1mm的范圍內(nèi)，并且由金屬例如上述不銹鋼合金構(gòu)成。通常，自激振蕩阻尼器140給板部件132施加了壓力，該壓力不超過約10gm，并且最好范圍是從約2.5至約8gm，或者不超過由氣流148施加到板部件132前表面164的壓力的約10％，并且通常不超過約1％至約7.5％。
板部件132最好這樣設(shè)計(jì)，即板部件132的固有或自共振頻率比氣流148施予板部件132的振動(dòng)頻率高。通常，基于氣流148施予板部件132達(dá)到25Hz的最大頻率的假設(shè)，將板部件132設(shè)計(jì)成板部件132具有至少約70Hz，并且通常至少約75Hz的固有頻率。以這種方式，板部件132的振動(dòng)導(dǎo)致的測(cè)量不精確保持在可接收水平。
為了提供這種高的固有頻率并且顯著地減少板部件132的振顫，板部件132可具有一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)部件180a，b(圖14)。增強(qiáng)部件可以是任何形狀，并且在板部件132的任何位置，并且可以與板部件132整體形成，或非整體形成，并且以某種方式連接到板部件132上。增強(qiáng)部件180a，b的寬度“W”(圖15)通常范圍是從約0.1至約1.0mm，并且通常形成為板部件132的一個(gè)整體部分。
圖8顯示了支撐板部件132和自激振蕩阻尼器140的各種互連元件。這些元件包括內(nèi)部和外部零件184a，b(他們最好是重量輕的材料例如塑料)，和內(nèi)部元件188a，b(他們最好是高強(qiáng)度材料例如金屬(例如，不銹鋼))。緊固件，例如螺絲192和墊圈或螺帽196，用來將各元件固定在一起。設(shè)置密封劑200a，b，例如硅密封劑，以阻止?jié)駳鉂B入頭組件108的內(nèi)部，防止其中包含的電子元件損壞。通過合適的技術(shù)將頭組件108中頭部外殼的各個(gè)零件連接在一起以防潮。特別優(yōu)選的技術(shù)是超聲焊接。
為了基本消除重力對(duì)氣流測(cè)量的影響，入口管道124提供了在板部件132上游氣流148方向的變化。參考圖13，氣流經(jīng)過入口206的進(jìn)入方向204橫過(通常是正交)在孔口136的出口處的氣流148的方向208。如圖1中可見，在病人向入口呼氣時(shí)，流量計(jì)100的定位對(duì)于氣流的測(cè)量基本上沒有影響。用另一種方式來講，在呼吸試驗(yàn)過程中，板移動(dòng)的方向220(圖15)基本垂直于或者正交使用者可能移動(dòng)的方向224(圖1)。如圖13所示，通過使在入口206處的氣流方向204基本正交在孔口136處的氣流方向208，并且使氣流方向208基本垂直于板部件132的前表面156a的平面，這可以實(shí)現(xiàn)。
為方便使用者，入口管道124可在方便持拿的未展開狀態(tài)(圖2)和展開狀態(tài)(圖7)之間自由旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參考圖4-5，8-12和16討論流量計(jì)的電子線路。來自測(cè)量裝置160的信號(hào)由放大器(該放大器通常具有約1000的增益)(并且在某些情況下是濾波器)250接收、放大(并且在某些情況下被濾波以便去除雜波)，并且從頭組件108經(jīng)三個(gè)觸點(diǎn)254a-c和158a-c傳輸?shù)侥?數(shù)轉(zhuǎn)換器262。通過轉(zhuǎn)換器262將信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且如下所述(參考圖17)由微處理器266處理。微處理器266存取固定存儲(chǔ)器270，例如電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器或EEPROM。存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)各種包括校準(zhǔn)和操作信息的信息。該信息可在制造時(shí)編程到芯片中。
微處理器266通常連接到各個(gè)元件上。例如在一個(gè)實(shí)施例中，微處理器266連接音頻裝置274，例如蜂鳴器，以便例如當(dāng)氣流速度和/或體積低于預(yù)定水平時(shí)提供警告信號(hào)。微處理器連接提供計(jì)時(shí)信息的系統(tǒng)時(shí)鐘267。時(shí)鐘可存取固定存儲(chǔ)器270，以便保護(hù)數(shù)據(jù)和信息。微處理器經(jīng)過位于顯示器任一邊的多個(gè)觸點(diǎn)282連接顯示模塊278，例如液晶顯示器或LCD或許多發(fā)光二極管或LEDs。微處理器連接用于顯示模塊278的顯示激勵(lì)器279。在一種構(gòu)造中，顯示器是分段式顯示器。該顯示器由透鏡286覆蓋。微處理器連接紅外通訊或IR端口290，以將信息從存儲(chǔ)器270上載到外圍計(jì)算機(jī)設(shè)備，例如PC(未示出)。微處理器連接多個(gè)鍵294a-b。這些鍵應(yīng)用在顯示模塊中。這些鍵在后文稱作操作鍵294a，滾動(dòng)鍵294b，和設(shè)置或選擇鍵294c。
普通的印刷電路274板通常包括模-數(shù)轉(zhuǎn)換器262、微處理器266、存儲(chǔ)器270、顯示激勵(lì)器279和系統(tǒng)時(shí)鐘267。PCB位于主體組件104中。
電源300，該電源通常是小尺寸的電池，例如具有3伏電容量的2032鋰電池，以便給各種電子元件提供動(dòng)力。
開關(guān)304a，b觸發(fā)和不觸發(fā)各種元件。開關(guān)304a，b由下述微處理器266觸發(fā)。
顯示模塊278顯示在圖17A中。每個(gè)分段指示器301a-d對(duì)應(yīng)于區(qū)域指示器302a(紅色區(qū))，302b(橘色區(qū))，392c(黃色區(qū))和302d(綠色區(qū))。分段指示器301a-d被觸發(fā)以指示PEF讀數(shù)對(duì)應(yīng)于哪個(gè)顏色區(qū)。報(bào)警段303包括三個(gè)子段305a-c，每個(gè)子段對(duì)應(yīng)于一個(gè)獨(dú)立的警報(bào)設(shè)定。當(dāng)觸發(fā)警報(bào)時(shí)，對(duì)應(yīng)的子段305a-c和中心390與感嘆號(hào)段306一起發(fā)光。在吹氣試驗(yàn)開始時(shí)，吹氣段307發(fā)光。PEF段308受觸發(fā)以便顯示吹氣試驗(yàn)的結(jié)果。參考段309發(fā)光以顯示吹氣試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的測(cè)量的PEF與參考PEF的百分比。在癥狀記錄模式期間，當(dāng)微處理器滾過每天問題時(shí)，觸發(fā)問題段310。問題段311a-f對(duì)應(yīng)藥療頻率(吸氣器段311a)；咳嗽嚴(yán)重性(咳嗽段311b)；哮喘嚴(yán)重性(哮喘段311c)；胸緊等級(jí)(胸夾緊段311d)；有夜間驚醒(真/假)(哈欠段311e)；和附帶的問題(醫(yī)用包段311f)。下顯示器312用來顯示時(shí)間，F(xiàn)EV1，F(xiàn)EV6，和FEV1∶FEV6之比。M段313發(fā)光以指示全部內(nèi)存270。傳送段314在信息上載或下載期間發(fā)光。檢查段315在傳送成功完成時(shí)發(fā)光。下感嘆號(hào)段316在傳遞未成功完成時(shí)發(fā)光。最后，在電平低于預(yù)定水平時(shí)，下電池段317發(fā)光。
參考圖17A-K，現(xiàn)在將描述本發(fā)明裝置的操作。參考圖17B，本發(fā)明裝置通常處于備用模式301。在備用模式下，微處理器不觸發(fā)開關(guān)304a，b，以保存能量和等待使用者的指示。
如果按下操作鍵(見判斷菱形414)，微處理器進(jìn)入操作鍵模式或圖17C所示子程序。參考圖17C，微處理器在判斷菱形415中判定是否操作鍵194被按下并且壓住保持3秒鐘以上。如果是這樣，微處理器進(jìn)入圖17D中的判斷菱形319。
在圖17D中，裝置處于癥狀記錄模式中或者使用者可建立和/或修改每日記錄的子程序。參考圖17D，微處理器通過在十秒鐘內(nèi)等待擊鍵，判定是否打算進(jìn)入癥狀記錄模式。如果是這樣，微處理器進(jìn)入判斷菱形321。如果系統(tǒng)記錄是零(指問題是無效的)，微處理器進(jìn)入判斷菱形322。在判斷菱形322中，微處理器判定是否問題數(shù)大于十六(每日問題的最大數(shù))。如果是這樣，邏輯框323中的微處理器保存加入的系統(tǒng)記錄。如果不是這樣，邏輯框324中的微處理器增量運(yùn)算到下一個(gè)問題，并且返回判斷菱形321。如果判斷菱形321中的最大值超過零，則微處理器判定在判斷菱形325中是否操作鍵294a被使用者按下超過2秒。如果是這樣，微處理器進(jìn)入邏輯框323。如果不是這樣，微處理器進(jìn)入判斷菱形326，在此微處理器判定在判斷菱形325的2秒鐘間隔(即，使用者增量運(yùn)算癥狀記錄)后，操作鍵294a是否再次被按下。如果是這樣，微處理器進(jìn)入邏輯框322。如果不是這樣，微處理器進(jìn)入判斷菱形328，其中微處理器判定在按鈕或鍵的最后按壓的兩秒內(nèi)是否操作鍵被按壓。如果不是這樣，微處理器在邏輯框329中存儲(chǔ)癥狀記錄，并且進(jìn)入判斷菱形330，在此微處理器判定在對(duì)于相同問題的前一癥狀記錄5分鐘內(nèi)是否加入癥狀記錄。如果不是，微處理器返回判斷菱形322。如果是，微處理器替換邏輯框331中的舊癥狀記錄，然后進(jìn)入判斷菱形322。再次返回判斷菱形328，如果在壓住先前的鍵2秒鐘內(nèi)壓下操作鍵294a，微處理器進(jìn)入判斷菱形332。在判斷菱形322中，微處理器判定是否加入的癥狀記錄超過最大癥狀記錄。如果是，邏輯框333中的微處理器將加入的癥狀記錄設(shè)置為零，顯示靠近問題數(shù)(冒號(hào)的左邊)段312中的新記錄(冒號(hào)的右邊)，并且返回到判斷菱形328。如果不是，邏輯框336中的微處理器增量運(yùn)算到下一個(gè)數(shù)或者癥狀記錄，并且顯示段312中的新記錄和段310中的問題數(shù)，并且返回到判斷菱形328。
回到圖17C，如果操作鍵194a保持按下小于3秒，微處理器進(jìn)入判斷菱形425。如果在微處理器進(jìn)入圖17C的循環(huán)中時(shí)再次按壓操作鍵194a，則微處理器返回到判斷菱形425?；蛘撸绻I的按壓之間有10秒，微處理器返回備用模式301。
在判斷菱形425中，微處理器判定是否傳感器成功地?zé)o效。在該操作中，微處理器蜂鳴；觸發(fā)開關(guān)304a，b；延遲特定的期間而不讀取模-數(shù)輸入，以使直流電源能操作放大器使其穩(wěn)定；并且檢查有效的傳感器信號(hào)。有效信號(hào)通常是在60mv至140mv的范圍內(nèi)的模-數(shù)計(jì)數(shù)。如果有效信號(hào)沒有被檢測(cè)到，微處理器進(jìn)入判斷菱形426，在此它判定是否經(jīng)過5秒。如果不是，微處理器循環(huán)到判斷菱形425。如果經(jīng)過5秒，微處理器觸發(fā)段306以顯示“！”并且返回到備用模式301?；氐脚袛嗔庑?25，如果傳感器成功地?zé)o效，則微處理器對(duì)來自模-數(shù)轉(zhuǎn)換器262的最后十六個(gè)計(jì)數(shù)取平均，并且將它們存為絕對(duì)零基線。邏輯框426中的微處理器觸發(fā)段307，并且將段308，309和312歸零，并且提供試驗(yàn)初始的聽得見模式的音調(diào)。在判斷菱形427中，如果已過去十秒，微處理器返回備用模式301。如果過了不到十秒，則菱形428中微處理器判定是否檢測(cè)出呼出的努力。如果不是，微處理器循環(huán)到判斷菱形427。如果是，微處理器進(jìn)入邏輯框429(圖17F)并且收集數(shù)據(jù)。當(dāng)流量信號(hào)超過絕對(duì)零基線至少30個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)，段307不被觸發(fā)，并且時(shí)間標(biāo)記為“TIME ZERO”。從“TIME ZERO”數(shù)據(jù)點(diǎn)開始，數(shù)據(jù)被收集到存儲(chǔ)器270中。在邏輯框430中，通過計(jì)算反推時(shí)間點(diǎn)，80毫秒的峰流或PEF80、不正確的FEV1和FEV6，反推體積(BEV)，以及最后校正的PEF80、FEV1和FEV6，來處理數(shù)據(jù)。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯然可使用任何公知的數(shù)學(xué)校正技術(shù)和觀察的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以校正一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、或其它參數(shù)。
在判斷菱形431中，微處理器判定在試驗(yàn)期間是否發(fā)生咳嗽。這是通過分析從PEF到第一秒(首先的100個(gè)采樣)的相鄰采樣之間的流量變化來確定。如果變化超過預(yù)定水平(通常大于先前采樣的流量的約50％)，則假定發(fā)生了咳嗽。如果不是，判斷菱形432中的微處理器判定FEV1的時(shí)間間隔是否小于一秒。如果不是，微處理器判定在菱形433中是否有一個(gè)反推誤差。當(dāng)反推(BE)誤差等于或大于0.15升時(shí)，相信存在這種誤差。如果不是，判斷菱形434中的微處理器判定是否PEF小于參考PEF的30％或多于參考PEF的150％。如果判斷菱形432，433和434的任何詢問都是真，則邏輯框435中微處理器觸發(fā)段306以指示誤差。執(zhí)行邏輯框435后或者如果判斷菱形434中的詢問是假的話，微處理器進(jìn)入判斷菱形436，并且判定是否在5分鐘內(nèi)做先前的試驗(yàn)。如果在邏輯框437中是的話，若未識(shí)別出誤差，在存儲(chǔ)器270中用新的試驗(yàn)結(jié)果替換參數(shù)。如果不，邏輯框438中的新試驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器270中。
試驗(yàn)后在邏輯框439中為使用者顯示結(jié)果。可以認(rèn)識(shí)到，在試驗(yàn)前顯示下面的結(jié)果(a)段308中前面試驗(yàn)的PEF80的結(jié)果；(b)段309中參考PEF百分比；和(c)對(duì)應(yīng)于參考PEF百分比的區(qū)域指示器301a-d。在完成試驗(yàn)后，這些變量的新值與段312中的FEV1和FEV1的符號(hào)的值一起顯示。在三秒后或者壓下操作鍵194a時(shí)，通過在段312中用FEV1值替代FEV6值，并且用FEV1符號(hào)替代FEV6符號(hào)，來改變顯示。三秒后或者當(dāng)再次壓住操作鍵194a時(shí)，在段312中通過用FEV1/FEV6值替代FEV6值，并且用FEV1/FEV6符號(hào)替代FEV6符號(hào)，改變顯示。三秒后以所描述的順序重復(fù)這些步驟，然后微處理器進(jìn)入備用模式301。
圖17G示出了用于在段301a-d中顯示合適的區(qū)域指示器的過程。在判斷菱形440中，微處理器判定是否設(shè)置了絕對(duì)標(biāo)志。如果是，邏輯框441中的微處理器將測(cè)量的PEF直接與在區(qū)域中輸入的值比較?？梢哉J(rèn)識(shí)到，參考值不僅可以是絕對(duì)的，也可以是最佳PEF百分比或預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)PEF的百分比。如果未設(shè)置絕對(duì)標(biāo)志，則微處理器在邏輯框442中寫入百分比值，而不是絕對(duì)值。在邏輯框443中，微處理器比較(a)測(cè)量出的PEF與參考區(qū)域值，或者(b)PEF與基準(zhǔn)PEF值的比率，對(duì)每個(gè)區(qū)域百分率。然后，微處理器在觸發(fā)正確的區(qū)域指示器時(shí)，執(zhí)行判斷菱形444a-h和操作邏輯框445a-d中提出的操作。在完成相關(guān)的操作邏輯框445a-d后，微處理器完成上述顯示順序并且最終返回備用模式301。
再次參考圖17B，微處理器接著判定在判斷菱形446中是否已經(jīng)壓住設(shè)置鍵194c超過3秒。如果是，微處理器進(jìn)入手動(dòng)設(shè)置模式或者圖17H描述的子程序。在圖17H中，微處理器判定在判斷菱形337中是否使用者已經(jīng)按下滾動(dòng)鍵294b。如果是，邏輯框341中的微處理器增量運(yùn)算所選的順序值(例如，增加到下一小時(shí))。如果按住滾動(dòng)鍵294b比如果間歇地按壓滾動(dòng)鍵，顯示滾動(dòng)較快。判斷菱形338中的微處理器判定是否滾動(dòng)鍵294b松開了。如果不是，微處理器循環(huán)回菱形338。如果是，微處理器判定是否在判斷菱形339中已過了5秒。如果是，當(dāng)前順序的結(jié)果保存在邏輯框340中，并且微處理器進(jìn)入邏輯框341中。如果不是，微處理器判定在判斷菱形342中是否已按壓設(shè)置鍵294c。如果是，邏輯框343a中的微處理器存儲(chǔ)當(dāng)前順序的結(jié)果，并且在邏輯框343b中增量運(yùn)算到下一個(gè)順序數(shù)。如果不是，微處理器返回判斷菱形337。使用者使用該子程序設(shè)置時(shí)鐘的小時(shí)和分鐘；第一、第二、和第三報(bào)警小時(shí)和分鐘；和參考PEF。
返回圖17B，使用者進(jìn)入滾動(dòng)模式或者子程序，以便使存儲(chǔ)器270的內(nèi)容滾動(dòng)。當(dāng)微處理器確定在判斷菱形447中滾動(dòng)鍵194b已經(jīng)被使用者壓下時(shí)，微處理器進(jìn)入圖17I中的判斷菱形448。如果使用者沒有壓住操作鍵294a，則微處理器判定自從按下最后的鍵是否已經(jīng)過了10秒。如果是，微處理器進(jìn)入備用模式301。如果不是，微處理器循環(huán)回判斷菱形448。如果使用者按下操作鍵294a，邏輯框449中的微處理器減量運(yùn)算一個(gè)存儲(chǔ)器位置，并且判定在判斷菱形450中是否滾動(dòng)鍵194b已經(jīng)被按住。如果是，微處理器返回備用模式301。如果不是，微處理器判定在判斷菱形451中是否已過了10秒。如果是，微處理器進(jìn)入圖17B的邏輯框301。如果不是，微處理器返回判斷菱形448。
在判斷菱形416中，它判定是否設(shè)置鍵94c被壓住不到3秒。如果是，微處理器進(jìn)入判斷菱形417，在此微處理器判定是否裝置處于托架(未表示)中，以便從或向另一臺(tái)計(jì)算機(jī)(未示出)上載或下載信息。如果裝置不在托架中，邏輯框302中的微處理器觸發(fā)段316，以便表示一個(gè)誤差并且返回備用模式301。
如果裝置在托架中，微處理器進(jìn)入圖17E中的數(shù)據(jù)傳輸子程序。在圖17E中，邏輯框418中的微處理器觸發(fā)IR放大器，并且在判斷菱形419中檢查正確的脈沖。如果未檢測(cè)到正確的脈沖，邏輯框420中的微處理器沒有觸發(fā)IR放大器并且返回備用模式301。如果檢測(cè)到了正確的脈沖，在邏輯框421中開始信息傳遞，并且在邏輯框422中觸發(fā)傳遞段314。在判斷菱形423中，微處理器判定是否完成傳遞。如果不是，微處理器循環(huán)回判斷菱形423。如果是，微處理器進(jìn)入判斷菱形424，在此使用校驗(yàn)和或其它途徑，微處理器判定是否傳遞良好。如果傳遞良好，校驗(yàn)標(biāo)記段315被觸發(fā)并且微處理器返回備用模式301。如果傳遞不好，段308和306被觸發(fā)以顯示ERR！。然后微處理器返回備用模式301。
如果設(shè)置鍵沒有壓住不到3秒，微處理器進(jìn)入圖17B中的判斷菱形470，并且判定是否觸發(fā)報(bào)警。參考圖17K，當(dāng)在邏輯框471中三個(gè)報(bào)警的其中之一被觸發(fā)，邏輯框472中的微處理器觸發(fā)對(duì)應(yīng)于觸發(fā)了的報(bào)警和中央390的閃爍報(bào)警段305a-c。在邏輯框473中，微處理器觸發(fā)了來自蜂鳴器274的可聽得見的聲音。在判斷菱形474中，微處理器判定是否使用者已壓下操作鍵194a。如果是，微處理器返回備用模式301。如果不是，判斷菱形475中的微處理器判定是否已過了20秒。如果不是，微處理器循環(huán)回判斷菱形474。如果是，微處理器進(jìn)入備用模式301。
最后，微處理器判定在判斷菱形460中是否電量很低(即，電平是2.7伏或更少)。如果是，邏輯框476中的低電量段317被觸發(fā)。如果不是，微處理器返回備用模式301。
參考圖17J，描述了在更換電池時(shí)微處理器進(jìn)行的處理。在安裝或替換電池時(shí)，邏輯框344中的微處理器蜂鳴并且打開開關(guān)304a，b兩秒。然后，判斷菱形345中的微處理器判定是否傳感器無效。對(duì)16個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)而言，當(dāng)微處理器在兩個(gè)模-數(shù)計(jì)數(shù)中檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，傳感器無效。在讀取模-數(shù)輸出前，微處理器通常等待預(yù)定的時(shí)間段，以使供應(yīng)到放大器250的電源穩(wěn)定。如果傳感器的趨零不成功(例如，傳感器沒連接，傳感器讀數(shù)是可接受的，并且讀數(shù)穩(wěn)定)，微處理器進(jìn)入邏輯框346，觸發(fā)段308和306以顯示ERR！，并且返回判斷菱形345。如果傳感器趨零，微處理器進(jìn)入判斷菱形347，在此微處理器判定電量是否很低。如果是，在邏輯框348中段308(顯示ERR)和317被觸發(fā)5秒，并且微處理器進(jìn)入判斷菱形349。段317保持觸發(fā)直到重置電量。在判斷菱形349中，微處理器判定是否存儲(chǔ)器是滿的。如果是，M段313在邏輯框350中觸發(fā)。在另外的事件中，微處理器進(jìn)入邏輯框301，它是備用模式。
已經(jīng)出于解釋和描述的目的，提出本發(fā)明前面的描述。而且，說明書不打算將本發(fā)明限制在這里所公開的形式。結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)、技能或知識(shí)相當(dāng)?shù)淖兓托薷木ㄔ诒景l(fā)明的范圍內(nèi)。
通過舉例，板部件可具有任何數(shù)量的多種形狀。在圖19中，板部件400包括在一端上的直或平部分404，和另一端上的曲線部分408，該曲線部分在方向412上移動(dòng)。圖20顯示出在方向504上移動(dòng)的曲線板部件500。在圖21中，顯示了板部件600，該板部件600具有彎曲部分604和平坦部分608，這兩部分都響應(yīng)氣流614在方向612上移動(dòng)。虛線所示的氣流還可使彎曲部分604彈性變形。在圖22中描述了該板部件的結(jié)構(gòu)，該板部件與氣流616交互作用，以與圖21中所描述的不同角度接觸板部件600。
板部件不僅可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而且可線性移動(dòng)。圖27顯示出一種結(jié)構(gòu)，其中板部件700在方向704上線性移動(dòng)。板部件700與彈簧部件708接合，該彈簧部件又與應(yīng)變片712接合。當(dāng)方向704上的氣流716使板部件700移動(dòng)時(shí)，彈簧部件708導(dǎo)致施加給應(yīng)變片一個(gè)增加的力，因此通過應(yīng)變片改變電信號(hào)輸出。沿著管道724的壁定位出口720，這樣在板部件700向著應(yīng)變片712移動(dòng)時(shí)，空氣716具有面積不斷增加的出口，空氣從管道724逸出?？色@得其它技術(shù)以監(jiān)控作為時(shí)間函數(shù)的板部件的位置。以這種方式，氣流在板部件上產(chǎn)生的力或壓力或者流率可作為時(shí)間函數(shù)來確定。例如，圖23顯示出超聲發(fā)射器800，例如一個(gè)或多個(gè)壓電晶體，和超聲接收器804，該接收器804可以是一個(gè)或多個(gè)壓電晶體。可以認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或多個(gè)壓電晶體可用作發(fā)射器或發(fā)射機(jī)和接收器或檢測(cè)器。超聲光束808，該超聲光束808可由公知技術(shù)調(diào)制，向著管道816中的板部件812傳送，并且從板部件812反射出去，并且反射光束820被接收器804接收。分析反射光束的特性和/或信號(hào)傳送和接收之間的時(shí)間期間，確定板部件812離超聲發(fā)射器800和/或接收器的距離(通常與普通板部件表面等距離)。圖24描述了一個(gè)系統(tǒng)，其中產(chǎn)生光束900，并且被發(fā)光器904導(dǎo)向板部件908。反射光束912被光檢測(cè)器或者在管道920的壁上的解碼器916接收。在超聲光束情況下，光束可被調(diào)制。接收反射光束的檢測(cè)器916的部分和/或反射光束本身的特性可用來確定從發(fā)光器904或檢測(cè)器(通常是相同的)到板部件908的距離。圖25和26描述了使用光束的另一個(gè)系統(tǒng)，它通常是紅外光束。條形或干擾碼1000位于板部件1004上。代碼1000導(dǎo)致依賴于代碼與發(fā)光器1008之間的距離的獨(dú)特的、可檢測(cè)到的反射圖案。安裝在管道1014壁上的檢測(cè)器1012接收反射光束1016，并且，在反射光束圖案基礎(chǔ)上，能夠確定從發(fā)光器1008或檢測(cè)器(通常是相同的)到板部件1004的距離。另外，可使用U.S.5,277,195中所描述的磁性和霍爾效應(yīng)裝置，該專利在此提供作為參考。
自激振蕩阻尼器可以是各種其它系統(tǒng)。圖28描述了一種板部件1100，該板部件包括經(jīng)過板部件1100的多個(gè)孔1104。當(dāng)板部件1100響應(yīng)接觸板部件的前表面的呼出空氣而移動(dòng)時(shí)，空氣從板部件后面的區(qū)域(在圖28的頁后面)流經(jīng)孔1104，并且進(jìn)入板部件1100前部的區(qū)域中(圖28的頁面的前面)。以這種方式，板部件1100振動(dòng)的振幅減幅。孔通常具有約0.01至約5mm范圍的直徑。圖29和30描述了用電磁場(chǎng)1204使板部件1200的振幅減幅的方法。強(qiáng)電磁1208位于很靠近板部件1200(它是金屬的)的位置。場(chǎng)1204在板部件1200的側(cè)邊部件1212a，b誘發(fā)了渦流?？梢哉J(rèn)識(shí)到，渦流將在垂直于板部件1200的移動(dòng)方向1216的平面中。磁場(chǎng)通過場(chǎng)抵抗渦流的運(yùn)動(dòng)。
增強(qiáng)部件可以具有各種構(gòu)造。圖31和32表示增強(qiáng)部件可形成板本身。部件1300a，b是在板部件1304的平面內(nèi)的槽狀凹陷。這些凹陷給板部件1304賦予硬度或剛度?？梢岳斫?，增強(qiáng)部件可以是在板表面的平面中不規(guī)則的任何其它形狀或深度。
上述實(shí)施例進(jìn)一步解釋了實(shí)施本發(fā)明的公知的最佳方式，并能夠使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在這些或其它實(shí)施例中利用本發(fā)明，并由于使用本發(fā)明及其特殊的應(yīng)用而需要進(jìn)行各種的修改。應(yīng)指出，附后的權(quán)利要求書包括現(xiàn)有技術(shù)允許的范圍內(nèi)的替代的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量呼吸的氣流的裝置，它包括(a)具有呼出空氣的入口和呼出空氣的出口的管道；(b)可移動(dòng)地布置在入口和出口之間的管道內(nèi)的板部件，該板部件至少部分地阻塞管道并響應(yīng)通過管道的呼出的空氣而移動(dòng)，其中板部件的移動(dòng)允許呼出的空氣圍繞板部件流動(dòng)；和(c)用于測(cè)量由呼出的空氣作用在板部件上的壓力和力中的至少其中之一并產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置定位在板部件上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括用于控制板部件的振幅的自激振蕩阻尼器。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，自激振蕩阻尼器包括至少以下之一(i)板部件中的多個(gè)孔，和(ii)強(qiáng)電磁，所述強(qiáng)電磁產(chǎn)生電磁場(chǎng)，其中所述電磁場(chǎng)向板部件的一部分賦予多個(gè)渦流。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，孔口定位在板部件和管道壁之間，呼出的空氣在入口具有第一氣流方向，且在孔口具有第二氣流方向，且第一氣流方向橫過第二氣流方向。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，由板部件的表面限定的平面基本上平行于在入口處的第一氣流方向。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，板部件的移動(dòng)平面橫過在入口處的第一氣流方向。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述力和壓力中的至少一個(gè)是一種力。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，板部件包括一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)部件，以控制板部件的共振頻率。
9.一種測(cè)量呼吸的氣流的方法，包括(a)使呼出的空氣穿過管道的入口，呼出的空氣具有通過入口的第一氣流方向；(b)使呼出的空氣與位于入口和出口之間的管道內(nèi)的可移動(dòng)的傳感部件接觸，呼出的空氣在位于板部件和管道壁之間的孔口處具有第二氣流方向，第二氣流方向橫過第一氣流方向，其中板部件的移動(dòng)允許呼出的空氣圍繞板部件流動(dòng)，該板部件至少部分地堵塞管道，并響應(yīng)通過管道的呼出的空氣而移動(dòng)；(c)利用由位于管道內(nèi)的板部件上的測(cè)量裝置產(chǎn)生的信號(hào)來測(cè)量由呼出的空氣作用在板部件上的壓力和力中的至少其中之一；和(d)使呼出的空氣通過出口，該出口位于板部件的下游，其中出口處的呼出空氣的第三氣流方向橫過第一和第二氣流方向。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括用于控制板部件的振幅的自激振蕩阻尼器。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，自激振蕩阻尼器包括至少以下之一(i)板部件中的多個(gè)孔，和(ii)強(qiáng)電磁，所述強(qiáng)電磁產(chǎn)生電磁場(chǎng)，其中所述電磁場(chǎng)向板部件的一部分賦予多個(gè)渦流。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，由板部件的表面限定的平面基本上平行于在入口處的第一氣流方向。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，板部件的移動(dòng)平面橫過在入口處的第一氣流方向。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述力和壓力中的至少一個(gè)是一種力。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，板部件包括一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)部件，以控制板部件的共振頻率。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，測(cè)量步驟包括使傳感部件與輻射光束接觸；和用探測(cè)器接收反射的光束。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，測(cè)量步驟包括在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)量傳感部件的位置，并產(chǎn)生多個(gè)位置信號(hào)；和處理該多個(gè)位置信號(hào)以確定期望的氣流參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的流量測(cè)量裝置具備許多新穎的特征。該裝置包括位移測(cè)量裝置(160)，以測(cè)量可移動(dòng)的板部件(132)的位置；自激振蕩阻尼器(140)，以給板部件(132)的振動(dòng)提供阻尼；一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)部件，該增強(qiáng)部件接合或用于板部件(132)內(nèi)，以增加板部件(132)的共振頻率并降低振顫；和管道(124)，該管道沿其長度提供在不同點(diǎn)的不同方向(148，164)的氣流，以消除在流量測(cè)量時(shí)的重力影響。
文檔編號(hào)G01F1/28GK1860994SQ20061005910
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者多夫·拉羅姆 申請(qǐng)人:費(fèi)拉里斯集團(tuán)公司