Пневмотахограф Советский патент 1983 года по МПК A61B5/08 

m

/

s:o

4

2. Пневмотахограф по п. 1, о т личающийся тем/ что блок цифровой установки нуля содержит последовательно соединенные компара тор нулевого уровня, триггер, счетчик и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен

с одним из выходов преобразователя давления в электрический сигнал, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу счетчика, третий вход которого соединен с вторым входом триггера и nepiKjM выходом блока управления.

1. ПНЕВМОТАХОГРАФ, содержащий преобразователь расхода воздуха, последовательно соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор 5й5лй;)1.;д I «iiTga ZK - -r T.tj и измерительный блок, а также блок управления, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения точности Измерения и сокращения времениисследования, он содержит пневмоэлектроклапан, включенный между преобразователем расхода воздуха ипреобразователем давления в электрический сигнал, и блок цифровой установки нуля, выход которого соединен с одним из входов усилителя, первый вход с выходом усилителя и вторым входом измерительного блока, а второй вход . с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу измерительного блока, а третий ныход - к пневмоэлектроклапану.

- . .Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в электронных .спирометрах, медицинских системах приборов, а также; в других пр1; бррах, контролирующих медленно меняющиеся давления. Известно устройство для исследования пмевмодинамики внешнего дыхания, содержащее датчики давления, усилители, канал измерени.я объемной скорости, регистрирующий блок и интеграторы CllОднако известное устройство не может обеспечивать высокой точности измерений пр|И длительных исследованиях из-за отсутствия возможности калибровки в процессе исследования без отключения пациента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является Пневмотахограф, содержащий преобразователь расхода воздуха, последова тельно соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор и измерйтёльный блок, а также блок управленияt2 недостатком данного пневмотахографа является ручная установка нуля канала измерения расхода воздуха перед началом кгикдого измерения, точность установки которой в значительной степени зависит от субъектив ных ошибок оператора. того, ручная установка нуля требует опредеЛенньЬс временных затрат, что не позволяет использовать данный пневм тахограф при длительных исследовани когда для сохранения необходимой точности Измерения, периодически, н прекращая процесс измерения, следуе устранять временной дрейф нуля кана измерения расхода. . Цель изобретения - повбпаение точ ности измерения и сокращение времен исследования. Поставленная цель достигается тем что Пневмотахограф, содержащий преоб разователь расхода воздуха, последовательно соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор и измерительны блок, а также блок управления, содер жит пневмоэлектроклапан, включенный между преобразователем расхода: воздуха и преобразователем давления, в электрический сигнал, и блок цифро-, вой установки нуля, выход которого .соединен.с одним из входов ycиJ итeля, первый вход - с выходом усилителя и вторым входом измерительного блок а, а второй вход - с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу измерительного блока, .второй выход - к третьему входу измерительного блока, а третий выход - к пневмо-. электроклапану. Кроме тога, в пневмотахографе блок цифровой установки нуля содер-, жит последовательно соединенные компаратор нулевого уровня, триггер, счетчик и ци.фро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с одним из выходов преобразователя давления в электрический сигнал, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу счетчика, третий вход которого соединен -с вторым входом триггера и первым ВХ.ОДОМ блока управления. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема пневмотахографа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 структурная электрическая схема блока цифровой установки нуля, пневмоэлектроклапана ,и их взаимосвязей с элементами пневмотахографа. Пневмотахограф содержит преобразователь 1 расхода воздуха,, выход которого соединен через пневмоэлектроклапан 2 с входом преобразователя 3 давления в электрический -сигнал, выходной сигнал которого поступает на вход усилителя 4 (дифференциального) . Выход усилителя 4 соединен с входом интегратора 5 блоком б цифровой установки нуля, состоящим из генератора 7 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика 8, который соединен с входами цифро-аналогового преобразова-. теля 9 и выходом триггера 10-, а вход триггера 10 соединен с выходом компаратора 11 нулевого уровня, вход

которого подключен к выходу усилителя 4. Выход цифро-аналогового преобразователя 9 также соединен с входом усилителя 4. Измерительный блок 12 соединен с. выходом усилителя 4, ин тегратора 5-и с блоком 13 управления, который соединен с пневмоэлектроклапаном2 и входом триггера 10. Пневмоэлектроклапан 2 соединен с преобразователями I и 3 системой каналов 14-17. Якорь;18 пневмоэлектро- JO клапанаг 2 выполнен польам и в открытом положении, обеспечивает .связь каналов 17 и 14, а в: закрытом положении под действием пружины-19 отсекает каналы 15 и 16 от остальной части 15 пназмоэлектроклапана 2.

ПнёвмотахограФ работает следующим образом.

Воздушный дыхательный поток, проходя через преобразователь 1, соз- 20 дает пропорциональный потоку перепада давления -ДР, который через пчевмоэлектроклапан 2 подается на преобразователь 3, который может быть выполнен в. виде дифференциального дат- 25 чика давления, шлходной сигнал последнего, усиливается усилителем 4, а затем интегрируется интегратором 5. Шходное напряжение с усилителя 4,. пропорциональное расходу воздуха ( V л/с), и с. интегратора 5, пропор- циональное объему воздуха ( л), поступает fja измерительный блок 12, который выдает информацию об измёряемых параметрах дыхания (ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ 1с,у„0,1И др.) всоответствии с 35 программой работы пневмотахографа, заложенной в блок ,13 управления. Перед началом измерения и затем на 5-м или Ю-м цикле дыхания (в завиимости от постановки задачи) произ- 40 водится цифровая установка нуля канала измерения расхода воздуха. По команде с блока 13 управления в начале фазы дыхания вдоха (выдоха) на ремя t. включается пневмоэлектроклапан 2 дс и обеспечивает на входе преобразователя .3 разность давлений, равную нулю. При включенном пневмоэлектроклапане 2 канал 17 закрывается, а авление, поступающее с выхода преобразователя 1 в канал 15, попадает через каналы 14 и 16 на входы преобразователя 3, а так как на его входах присутствует одно и то -же давление, то разность л,Р равна нулю. При этом на выходе усилителя 4 имеется какое- 55 то напряжение смещения нуля на величину AV за счет временного и

температурного дрейфа преобразователя 3 и усилителя 4, которое необходимо скомпенсировать, до нуля. Через время tj, когда закончатся переходные процессы в пневмосистеме клапан-преобразователь с блока 13 управления подается команда на блок 6 цифровой установки. При этом счетчик 8 кратковременно переводится в нулевое поло-жение, а триггер 10 перекидывается и дает разрешение на счет счетчику 8 на время t, в течение которого цифроаналоговый преобразователь 9 в аналоговой форме повторяет состояние счетчика 8 и, управляя по входу усилителем 4, смещает : его выходное напряжение в сторону нуля и.при его переходе срабатывает компаратор 11, который возвращает триггер Ю в иСходнэе состояние и фиксирует состояние счетчика 8 в этотмомент времени. Навыходе цифро-аналогового преобразова е.ля 9 также фиксируется напряжение при котором н выходе усилителя 4 будет нулевое напряжение. Затем пневмоэлектрок.лапан 2 выключается и схема переходит в рабочее состояние. При этом давление содного из выходов преобразователя 1 расхода поступает через каналы 17 /18 и 14 пневмоэлектроклапана 2 на один: из. входов преобразователя 3, а давление с другого выхода преобразователя 1 по каналам 15 и 16 поступает на второй вход преобразователя 3.

При использовании 10-12-разрядных двоичных счетчиков и аналогичных цифро-аналоговых преобразователей .довести точность установки нуля до 10,1 мВ в диапазонерасхода 0-12 л/с и соответственно выходном напряжении 0-4 В, что составляет ±0,0025% от диапазона измерения.

ПнёвмотахограФ позволяет исключить субъективные ошибки установки нуля, повысить ее точность, а также в нужный момент времени произвести повторную установку, в результате чего повысится точность измерения парамет ров дыхания, сократится время и упростится подготовка прибора к работе.

Данное устройство можно использовать в устройствах,- измеряющих мед- ленно меняющиеся давления..

Использование данного пнев1уютахографа значительно повышает качество диагностики легких, распшряет возможности его использования, повышает пропускную способность диагностических кабинетов.

VfljC

5k

M

1«

у

S 5

Sdojf

к

ik

Ч

.t