鹽霧顆粒物的直徑；
[0026] 所述步驟b還包括：計(jì)算硅光電池接收到的散射光通量Φ :
[0027] Φ = NXK
[0028] 其中，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)；
[0029] 所述步驟c還包括：計(jì)算電流Isc與步驟b中光通量Φ的關(guān)系式為：
[0030] Isc= S e Φ
[0031] 其中，Se為硅光電池的光電靈敏度；
[0032] 所述步驟d還包括：計(jì)算模擬電壓信號^與電流I %之間的關(guān)系式為：
[0033] Un= -AXRfXIqr
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，包括殼體（5)、前向小角散射光 路和信號調(diào)理檢測電路（3)，所述前向小角散射光路和信號調(diào)理檢測電路（3)均位于所述 殼體（5)內(nèi)部； 所述殼體（5)兩端分別設(shè)有鹽霧入口（7)和鹽霧出口（8)，所述殼體（5)內(nèi)部設(shè)有氣流 通道（9)，所述氣流通道（9)的兩端分別與所述鹽霧入口（7)和所述鹽霧出口（8)相連通， 所述殼體（5)上設(shè)有傳感器接線口（10); 所述前向小角散射光路包括半導(dǎo)體激光器（1)、硅光電池（4)和采光透鏡（2);所述半 導(dǎo)體激光器（1)位于所述氣流通道（9)的一側(cè)，所述采光透鏡（2)和所述硅光電池（4)位 于所述氣流通道（9)另一側(cè)，所述硅光電池（4)的光接收端位于所述采光透鏡（2)的后方 焦點(diǎn)位置； 所述信號調(diào)理檢測電路（3)的輸入端連接所述硅光電池（4)的輸出端，所述信號調(diào)理 檢測電路（3)的輸出端作為醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器的輸出端，所述信號調(diào)理檢測 電路（3)用于將硅光電池（4)輸出的電流信號進(jìn)行處理后輸出模擬電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述殼體（5) 為方體；所述鹽霧入口（7)、所述鹽霧出口（8)和所述氣流通道（9)均為圓柱形；所述鹽霧 入口（7)和所述鹽霧出口⑶均設(shè)有螺紋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述信號調(diào) 理檢測電路⑶包括運(yùn)算放大器Ap A1，電阻Rn R2、Rf、Rf2，電容Cf、Cf2;所述電阻R f和電容 Cf并聯(lián)后分別連接運(yùn)算放大器Atl的負(fù)端和輸出端，所述電阻R1的兩端分別連接運(yùn)算放大器 Atl的輸出端和運(yùn)算放大器A i的正端，所述電阻R 2的一端連接運(yùn)算放大器A ^的正端并接地、 所述電阻R2的另一端連接運(yùn)算放大器A i負(fù)端，所述電阻R f2和電容C f2并聯(lián)后的兩端分別 連接運(yùn)算放大器4的負(fù)端和輸出端；所述運(yùn)算放大器Atl的負(fù)端和正端作為所述信號調(diào)理檢 測電路（3)的輸入端，所述運(yùn)算放大器&的輸出端作為所述信號調(diào)理檢測電路（3)的輸出 端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述運(yùn)算放 大器Atl J1均采用AD820,所述電阻Rf2大小可調(diào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體 激光器（1)發(fā)出激光的波長為760nm、功耗為50mw，所述硅光電池（4)采用2CR24。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述氣流通 道（9)內(nèi)部涂有黑色吸光材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器，其特征在于，所述氣流通 道內(nèi)徑屯在10~IOOmm之間，所述半導(dǎo)體激光器（1)發(fā)出激光與氣流通道（9)氣流方向 的夾角α為30°~60°，所述采光透鏡（2)與所述激光的第一個(gè)反射點(diǎn)a的橫向距離范 圍為 0· Sdi/tan α ~〇· Gd1Ztan α 0
8. -種醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 半導(dǎo)體激光器（1)作為光源發(fā)出激光照射在待測鹽霧上，產(chǎn)生Mie散射； b. 利用采光透鏡（2)匯聚散射光至硅光電池（4); c. 硅光電池（4)將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電流Is。； d. 采用信號調(diào)理檢測電路（3)將硅光電池⑷的電流Isc轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號Uq; e.利用模擬電壓信號^與鹽霧濃度之間的函數(shù)關(guān)系計(jì)算得到待測鹽霧濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測方法，其特征在于， 所述步驟a還包括：計(jì)算鹽霧顆粒物的個(gè)數(shù)濃度N和質(zhì)量濃度C之間的關(guān)系為： y 6 C N=-- πρ? 1 其中，P為鹽霧顆粒物的密度，d為鹽霧顆粒物的直徑； 所述步驟b還包括：計(jì)算硅光電池（4)接收到的散射光通量Φ : Φ = NXK 其中，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)； 所述步驟c還包括：計(jì)算電流Isc與步驟b中光通量Φ的關(guān)系式為： Isc= δ6Φ 其中，Se為硅光電池（4)的光電靈敏度； 所述步驟d還包括：計(jì)算模擬電壓信號^與電流I %之間的關(guān)系式為： U0= -AX R f X Isc
所述步驟e還包括：利用步驟a~d的關(guān)系式計(jì)算得到鹽霧質(zhì)量濃度C與輸出模擬電 壓信號^之間的函數(shù)關(guān)系為：
對鹽霧顆粒物密度P、顆粒物直徑d、硅光電池的光電靈敏度轉(zhuǎn)換系數(shù)K、電阻R2、 Rf以及Rf2進(jìn)行檢測或?qū)嶒?yàn)標(biāo)定，通過測量電壓U ^的值按照步驟e的關(guān)系式即可得到待測 鹽霧質(zhì)量濃度C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醫(yī)用霧化器鹽霧濃度檢測傳感器及檢測方法，包括前向小角散射光路、信號調(diào)理檢測電路、殼體，前向小角散射光路由半導(dǎo)體激光器、硅光電池和采光透鏡組成，殼體包括氣流通道、鹽霧入口和鹽霧出口；鹽霧濃度檢測方法基于光散射原理，半導(dǎo)體激光器作為光源發(fā)出激光照射在氣流通道內(nèi)的待測鹽霧上，發(fā)生Mie散射，硅光電池接收經(jīng)過采光透鏡匯聚處理的散射光，將之轉(zhuǎn)換為微弱的電流信號，經(jīng)過信號調(diào)理檢測電路的IV轉(zhuǎn)換、放大、濾波處理后得到模擬電壓輸出信號，通過輸出電壓大小反映待測鹽霧濃度的高低。本發(fā)明可實(shí)時(shí)檢測醫(yī)用霧化器鹽霧濃度，靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，提高醫(yī)用霧化器的送藥精度和霧化吸入方法的治療效果。
【IPC分類】G01N15-06
【公開號】CN104833621
【申請?zhí)枴緾N201510205148
【發(fā)明人】張西良, 馬昌媛, 趙麟, 周建忠, 李伯全, 焦剛, 王輝
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月27日