RU2516388C2

RU2516388C2 - Respiratory rate meter

Info

Publication number: RU2516388C2
Application number: RU2012139586/14A
Authority: RU
Inventors: Борис Лаврович Макеев; Ирина Борисовна Долгова; Ангелина Юрьевна Ефимова; Галина Владимировна Данилова; Сергей Константинович Осмоловский; Александр Кириллович Щедрин
Original assignee: Борис Лаврович Макеев; Ирина Борисовна Долгова; Ангелина Юрьевна Ефимова; Галина Владимировна Данилова; Сергей Константинович Осмоловский; Александр Кириллович Щедрин
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012139586A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: meter comprises a sensor, a mounting device therefor and a recorder; the sensor comprises a rectangular high tensile plastic plate whereon a constantan wire is wound in the form of a close spring. The half-wound constantan wire is copper-plated, and a piece part is covered with a hydrophobic cloth, while the plate ends are coupled to form a ring. The formed thermal element is connected to the recorded through the meter; the sensor mounting device comprises a soft tape ends of which have Velcro fasteners. In the middle of the tape, there is a vertical sleeve connected to the tape wherein there is a crossbar held in place, while the sensor is mounted on a lower end of the crossbar.

EFFECT: invention enables simplifying the design and providing higher measurement accuracy.

2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для измерения частоты дыхания человека.The invention relates to medical equipment and can be used to measure the respiratory rate of a person.

Известно устройство для измерения частоты дыхания, которое содержит эластичный ремень, размещенный в пряжке с фторопластовой направляющей. Между ремнем и основанием пряжки размещен датчик силы (RU патент на изобретение №2013996, A61B 5/08).A device for measuring respiratory rate is known, which comprises an elastic belt placed in a buckle with a fluoroplastic guide. A force sensor is placed between the belt and the base of the buckle (RU Patent For Invention No. 2013996, A61B 5/08).

Известно устройство - термоанемометрический датчик для контроля частоты дыхания (авт.св. СССР № 300175, кл. A61B 5/08 1969). В устройстве используется термистор для определения температуры вдыхаемого воздуха. Термоанемометрический датчик частоты дыхания, содержащий воздуховоды, чувствительный элемент, корпус и пружину, причем, с целью предотвращения влияния потока вдыхаемого воздуха на чувствительный элемент, последний помещен в трубку с глухим отверстием, неподвижно установленную внутри воздуховода, выполненного в виде корпуса, включающего пружинящий элемент. Частота изменения температуры вдыхаемого воздуха соответствует частоте дыхания.A device is known - a hot-wire anemometer sensor for monitoring the respiratory rate (ed. St. USSR No. 300175, class A61B 5/08 1969). The device uses a thermistor to determine the temperature of the inhaled air. Thermoanemometric respiratory rate sensor containing air ducts, a sensing element, a housing and a spring, moreover, in order to prevent the influx of inhaled air on the sensing element, the latter is placed in a blind hole tube fixedly installed inside the air duct made in the form of a housing including a spring element. The frequency of change in the temperature of the inhaled air corresponds to the respiratory rate.

Недостатком устройства является сложность конструкции и высокая стоимость, неудобство эксплуатации, невысокая точность.The disadvantage of this device is the design complexity and high cost, inconvenience of operation, low accuracy.

Цель изобретения повысить удобство и точность исследования, снизить стоимость исследования.The purpose of the invention to improve the convenience and accuracy of the study, to reduce the cost of the study.

Цель достигается тем, что устройство для измерения частоты дыхания содержит датчик, приспособление для его крепления и регистрирующий прибор, причем датчик содержит винипросовую пластину прямоугольной формы, на которой размещена намотка константановой проволоки в виде плотной спирали; половина которой омеднена и закрыта гидрофобной тканью; концы пластины соединены, образуя кольцо; образовавшаяся термопара соединена с регистрирующим прибором через измерительный прибор; приспособление для крепления датчика содержит ленту из мягкого материала, концы которой содержат зажимы Велкро; посредине ленты вертикально размещена связанная с лентой втулка, в которой свободно размещена штанга с возможностью фиксации положения; на нижнем конце штанги закреплен датчик.The goal is achieved in that the device for measuring the respiratory rate contains a sensor, a device for attaching it and a recording device, the sensor comprising a rectangular polystyrene plate on which a constantan wire is placed in the form of a dense spiral; half of which is copper-plated and covered with hydrophobic tissue; the ends of the plate are connected to form a ring; the resulting thermocouple is connected to the recording device through a measuring device; the device for mounting the sensor contains a tape of soft material, the ends of which contain Velcro clamps; a sleeve connected to the tape is vertically placed in the middle of the tape, in which the rod is freely placed with the possibility of fixing the position; a sensor is attached to the lower end of the rod.

На фиг.1 представлен общий вид устройства.Figure 1 presents a General view of the device.

На фиг.2 представлен датчик устройстваFigure 2 presents the sensor device

Устройство содержит датчик (1), приспособление для его крепления (2) и регистрирующий прибор (3), причем, датчик (1) содержит винипросовую пластину (4) прямоугольной формы, на которой намотана константановая проволока (5) в виде плотной спирали; половину намотки константановой проволоки омеднена, заготовка закрыта гидрофобной тканью (6); концы пластины соединены, образуя кольцо, образовавшаяся термопара соединена с регистрирующим прибором (3) через измерительный прибор (7); приспособление для крепления датчика (2) содержит ленту (8) из мягкого материала, концы которой содержат зажимы Велкро (9); посредине ленты (8) вертикально размещена связанная с лентой втулка (10), в которой свободно размещена штанга (11) с возможностью фиксации положения; на нижнем конце штанги закреплен датчик (1).The device comprises a sensor (1), a fixture for its fastening (2) and a recording device (3), moreover, the sensor (1) contains a rectangular polystyrene plate (4) on which a constantan wire (5) is wound in the form of a dense spiral; half of the winding of the constantan wire is copper-plated, the workpiece is closed with a hydrophobic fabric (6); the ends of the plate are connected, forming a ring, the formed thermocouple is connected to the recording device (3) through the measuring device (7); the device for mounting the sensor (2) contains a tape (8) of soft material, the ends of which contain Velcro clamps (9); a sleeve (10) connected with the tape is vertically placed in the middle of the tape (8), in which the rod (11) is freely placed with the possibility of fixing the position; a sensor (1) is mounted on the lower end of the rod.

Работа устройства.The operation of the device.

Испытуемому на голову надевают ленту (8) из мягкого материала, соединяя концы зажимами Велкро (9); перемещают штангу (11) во втулке (10), вертикально размещенной и связанной с лентой до размещения датчика (1) на уровне рта испытуемого, и фиксируют положение штанги (11). Выдыхаемый воздух, изменяя температуру вокруг датчика, вызывает возникновение термоэлектрических явлений. Датчик (1) содержит винипросовую пластину (4) прямоугольной формы, на которой намотана константановая проволока (5) в виде плотной спирали; половина намотки константановой проволоки омеднена, заготовка закрыта гидрофобной тканью (6); концы пластины соединены, образуя кольцо. Сигнал от образовавшейся термопары поступает на измерительный прибор (7) и далее на регистрирующий прибор (3).The subject is put on a tape (8) of soft material over his head, connecting the ends with Velcro clamps (9); move the rod (11) in the sleeve (10), vertically placed and connected with the tape until the sensor (1) is placed at the mouth level of the test person, and the position of the rod (11) is fixed. Exhaled air, changing the temperature around the sensor, causes the occurrence of thermoelectric phenomena. The sensor (1) comprises a rectangular pro-vinyl plate (4) on which a constantan wire (5) is wound in the form of a tight spiral; half of the winding of the constantan wire is copper-plated, the workpiece is closed with a hydrophobic fabric (6); the ends of the plate are connected to form a ring. The signal from the formed thermocouple enters the measuring device (7) and then to the recording device (3).

Термоэлектрические явления объединяют группу физических процессов, обусловленных взаимными превращениями энергии теплового движения и энергии электрического тока. К ним относят обычно три эффекта - Зеебека, Пельтье и Томсона.Thermoelectric phenomena unite a group of physical processes caused by mutual transformations of the energy of thermal motion and the energy of electric current. Usually they include three effects - Seebeck, Peltier and Thomson.

Эффект Зеебека (1821 г.) заключается в том, что в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов, изготовленных из различных материалов, возникает электрический ток, если места контактов поддерживаются при неодинаковых температурах. При разрыве одного из проводников на концах цепи возникает разность потенциалов - термоэлектродвижущая сила (термоЭДС, ТЭДС). Электрическая цепь, в которой возникает термоЭДС, называется термоэлектрической цепью, а материалы, из которых составлена термоэлектрическая цепь, - термоэлектродами. Пара разнородных термоэлектродов, гальванически соединенных на одном конце (в виде рабочего спая), образуют термопару - чувствительный элемент термоэлектрического преобразователя. Обычно в метрологической практике оценку термоЭДС конкретного материала проводят по отношению к термоэлектроду из чистой платины (нормальному платиновому термоэлектроду). Компактная форма датчика избавляет исследователя от необходимости размещать его перпендикулярно воздушному потоку и позволяет объективно измерять частоту дыханий не только при дыхании через рот, но и при смешанном типе дыхания через рот и нос, а также при дыхании через нос.The Seebeck effect (1821) consists in the fact that in an electric circuit consisting of series-connected elements made of various materials, an electric current arises if the contact points are maintained at different temperatures. When one of the conductors breaks at the ends of the circuit, a potential difference arises - a thermoelectromotive force (thermoEMF, TEDS). The electrical circuit in which the thermoelectric power arises is called the thermoelectric circuit, and the materials that make up the thermoelectric circuit are called thermoelectrodes. A pair of dissimilar thermoelectrodes galvanically connected at one end (in the form of a working junction) form a thermocouple - a sensitive element of a thermoelectric converter. Typically, in metrological practice, the assessment of the thermoelectric power of a specific material is carried out in relation to a pure platinum thermoelectric electrode (normal platinum thermoelectric electrode). The compact form of the sensor eliminates the need for the researcher to place it perpendicular to the air flow and allows you to objectively measure the respiratory rate not only when breathing through the mouth, but also with a mixed type of breathing through the mouth and nose, as well as when breathing through the nose.

Claims

A device for measuring the respiratory rate, comprising a sensor, a fixture for mounting it and a recording device, characterized in that the sensor contains a rectangular polystyrene plate on which a constantan wire is placed in the form of a dense spiral, half of which is copper-plated and covered with a hydrophobic fabric, the ends of the plate are connected forming a ring, the formed thermocouple is connected to the recording device through a measuring device, the device for mounting the sensor contains a tape of soft material a, the ends of which contain Velcro clamps, in the middle of the tape there is a sleeve vertically connected to the tape, in which the rod is freely placed with the possibility of fixing the position, a sensor is fixed at the lower end of the rod.