УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВДЫХАЕМ1ОГО И ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА Советский патент 1966 года по МПК A61B5/09 G01F1/06 

Устройство для измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, содержащее геиераториые датчики вдоха и выдоха, усилители- формирователи импульсов и источники питаиия в виде малогабаритиых аккумуляторов, известны.

В нредлагаемом устройстве в отличие от известных установлены электронный нреобразователь последовательного счета с сумматором, напряжение которого изменяется пропорциоиально объему, и преобразователь с выходным сигналом, изменяющимся иропорционально скорости иотока воздуха через полости датчиков и регистрируемым реверсивным триггерным счетчиком в единицах объема. Такое вынолнение устройства повышает точность регистрации величины объема воздуха при каждом вдохе и выдохе, унрон1,ает н уменьшает габариты и вес прибора.

На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема устройства; на фиг. 2 - геиераторный датчик вдоха и выдоха в разрезе.

Устройство предназначено для измерения таких параметров функции внешнего дыхания, как жизненная емкость легких, текущие дыхательные объемы, резервные объемы выдоха, дополнительные объемы вдоха, максимальные и текущие скорости вдоха и выдоха, легочная веитиляция и др. Перечисленные параметры внен1него дыхания определяются но соотпоHienHio максимального н текущнх дыхательных KOHTypoii на фазовой плоскостн «скорость - объем.

Регистрация может осуществляться, наиример, фотографированнем экрана электронного осциллографа или с помощью малогабаритного магнитного регистратора с послед ющей дешнфровкой.

Для пoлyчe н я днаграммы внешнего дыхания в координатах «скорость - объем на отклоняюидую систему электронного осциллографа подаются два нанряження. одно из которых нронорционально скорости потока, а другое - объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

В результате па экране осциллографа будут записываться макснмальный контур (произведенный нри форсированном дыхашш) н текушие дыхательные контуры.

Устройство нмеет два входных канала: канал / вдоха и канал 2 выдо.ха. Чувствительным элементом схемы являются датчики L скорости воздушного потока, представляющне собой газовую турбиику, в которой в качестве ротора использована .тегкая четырехлопастная крыльчатка 4 с малым моментом ннерции. Лопасти крыльчатки расположены параллельно оси, а необходнмый момент вращения создается за счет скоса потока воздуха направляющими лопастями 5 статора 6.

В период вдоха (выдоха) крыльчатка ispaщается с угловой скоростью, пропорциональной скорости воздушиого потока. На оси крыльчатки закреплен миниатюрный постоян111з1Й мягинт 7, который служит индуктором геиератора. Переменное напряжение, близкое по форме синусоидальному, сннмается с обмотки 8, расположенной на двух диаметрально противоиоло К11 - ;х полюсах статора 6. Возду1Н 1Ь й зазор между магнитом 7 и полюсамн статора 6 может изменяться г некоторых нределах, что влияет на магнити1 1Й момент и дает позможность подбора идеитичност характеристик двух датчиков (каналов вдоха н выдоха).

Два датчика скорости воздушного иотока создают переменные напряжения, частота которых пронорц1 оиальна скорости нотока вдыхаемого н выдыхаемого воздуха. Частота этих колебаний линейно зависит от скорости возду1иио 0 потока, а количество периодов колебаний нронорцнональио объему проходящего через датчики воздуха. Если преобразовать эти величины в напряжение, то можно нолучпть два значения наиряженнй, одно нз которых пропорн.ионально скоростн воздунпюго потока, а другое - объему прошедн1его через датчик воздуха. Для этого в приборе применяется ряд устройств, основными из которых являются преобразователь 9 «частота-напряжение и преобразователь носледовательного счета (реверсивный счетчнк W н триггер знака //) с сумматором 12.

Напряження переменной частоты с датчиков поступают на вход усилителей-формирователей 13 каналов вдоха и выдоха, тде синусоидальное (или близкое к нему) напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы. Эти импульсы запускают одновибратор М, играющий роль стандартизатора. Импульсы стандартнзатора постоянны но амнлитуде н длительности. Стандартные имнульсы подаются на преобразователь «частота-напряжение, основггым элементом которого является У С-цень. С выхода преобразователя снимается напряжение, нронорцнональное частоте следования поступающих на вход импульсов, т. е. скорости воздушного потока на вдохе и выдохе.

Одновременно стандартные имнульсы нод.аются на нреобразователь носледор.ателыюго счета, представ. яющнй собой реверси -;иый гри1герный счетчик W. про зводян1ий сло/кение и В1лчг1тание числа поступивших иа его вхо.; и.мпульсов с заранее устаио15ленным на счетчи.ке числом. Реверс счетчика осу1нествляется с помощью вентиль 1ых схем в каждом р;13ряде I общего для всего счетчика триггера

зиа.ка в перехода от одной фазы дыхания ; другой (от вдоха к 1;ыдоху мди наобопот). Показания счетчика преобразуются в ; анряжен1-1е посредством суммнровання токов от каждого разряда счетчнка. Это напряжение иронорцнонально объему 1,дыхаемого н ыдыхаемого воздуха. Устройство работает в двух режимах - - в зависимости от положения нереключателя 15: первый режим (ноложение /) - пепрерьияюе иитегрироваиие объема

(Например сложение на вдохе и вычнтанне из полученного значения на выдохе). В этом режиме производится регистрация замкнутых KOHTypOiB, характеризующих полиый дыхательный цикл. Во втором режиме (положение //)

нроизводится интегрирование за каждлю фазу дыхания. Этот режим работы может использоваться для определепня текуш,их дыхательных объемов, жизненной емкости легких, легочной вентиляции.

Пред м е т и з CMJ р е т е и и я

Устройство для измерения объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, содержан.1ее генераторные датчики вдоха и выдоха, усилители-формирователи импульсов и источиики питания в виде малогабаритных аккумуляторов, отличающееся тем, что, с целью иовышения точности регистрации величн1Н 1 объема воздуха нрн каждом вдохе н в)(дохе, упроН1еиня н уменьщення габаритов и веса ирибора, в нем установлены улектрон 1ый преобразователь носледо1 ательного счета с сумматором, напряжен .ие которого изменяется иронорщ-юнально обьему, и нреобразог ате.ть с вь:ходным сигналом, нзменяюндимся пропорционально скорости иотока воздуха через по.лости датчиков, регистрируемьгм реверсивным триггер 1ым счетчиком в едииицах обьема.

ХL

«™ir-. .--.luau«.«.1;-- I

j Tj-j u

M- h;

.

pu3 1

/////7////////// :

WZ J/////F:,////////: ///7

i f 5

«7 j/7 /

i/. Г