CN105996979A - 一种活塞式单脉冲空气发生器 - Google Patents

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孟建昇
蒋德林
孟建明
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Abstract

一种活塞式单脉冲空气发生器，本发明属于医疗器械领域，特别是涉及了临床医疗中有关吞咽功能检测、无创眼压检测中的一项核心技术。本发明由气体容器部件、气压产生部件、压力测控部分和气压输出部件组成。本发明在临床医学的吞咽功能测量和无创眼压测量中，提供了无创诊断方法的一项核心技术，以上所述方法获得的单脉冲空气气流，压力准确度高，压力值的测量和国内计量标准兼容，脉冲时间和脉冲气流产生的速度方便可调，软硬件结构设计简单，成本低，工作效率高，长期工作稳定性好。

Description

一种活塞式单脉冲空气发生器
技术领域
本发明涉及一种医疗器械，特别是涉及了临床医疗中有关吞咽功能检测、无创眼压检测中的一项核心技术。
背景技术
病人鼻咽癌放疗后有67％患者存在吞咽障碍，其中17％为重度吞咽困难，其中严重的吞咽困难表现为饮水呛咳，由于进食减少造成营养不良，因为误吸引起吸入性肺炎，严重影响患者的生活质量。国际上最新型的吞咽功能检测设备，通过纤维喉镜内通道将可调节气压及时长的气体脉冲传送至检查部位。具体是利用0～10mmHg的气压、持续时间为50ms脉冲空气刺激喉部杓会厌襞或室带，引起室带内收情况，来定量评估吞咽功能。目前国内还没有吞咽功能检测仪投入市场。国内广泛使用的进口新型无创眼压测量仪，具有避免交叉感染、容易操作、患者不痛苦等多种优点。但存在的问题是：在长期的使用过程中，无法计量压力，给患者出具的检测结果中，数值的准确性没有保障。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种活塞式单脉冲空气发生器，它由气体容器部件、气压产生部件、压力测控部件和气压输出部件组成，其特征是：气体容器部件由进气口、排气口和气缸组成，气压产生部件由活塞、凸轮、电机和复位弹簧组成，压力测控部件由压力保护组件、压力传感器和单片机输入部分组成，气压输出部件由电磁阀和单片机输出部分组成。
这种活塞式单脉冲空气发生器每个工作周期，输出一个微小气压的输出一个微小气压的逐步递增的单脉冲气流，压力范围为0mmHg～60mmHg，每次输出微压脉冲气流时的脉冲持续时间为50ms～200ms，气缸内的气体压力以低速率连续递增，压力传感器检测气缸内的气体压力变化，通过单片机软硬件的处理，将精确锁定所需的气压测量值，并且用低速、间歇运行的活塞泵方法获得精确的单脉冲气流。
其中所述的活塞泵进气口、排气口和气缸为一体结构，活塞的一端和气缸内径空气密封滑动连接，活塞的另一端和凸轮外径滑动连接，所述气缸和活塞之间有复位弹簧配合连接，所述凸轮(内孔)和电机(轴)紧密连接，所述凸轮的外径为逐渐不断增大，具备输出更多和更高压力的脉冲气流的能力。
所述排气口通过管路与压力传感器、压力保护组件、输出电磁阀气体入口连接，所述输出电磁阀气体出口为脉冲气流输出。其中所述电机和单片机输出部分电路连接，所述压力传感器和单片机输入部分电路连接，所述输出电磁阀和单片机部分输出电路连接。
本发明的有益效果是：本发明所述方法获得的单脉冲空气气流，压力准确度高，压力值的测量和国内计量标准兼容，脉冲时间和脉冲气流产生的速度方便可调，软硬件结构设计简单，成本低，工作效率高，长期工作稳定性好。
附图说明
图1是本发明所述的一种活塞式单脉冲空气发生器的原理图。图2是本发明所述的气体容器部件、气压产生部件的结构图。
其中图中：1.出气口，2.气缸，3.进气口，4.活塞，5.复位弹簧，6.凸轮，7.电机，8.管路，9.电磁阀，10.脉冲气流输出，11.压力传感器，12.压力保护组件，13.单片机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明由气体容器部件由排气口1、气缸2和进气口3组成，气压产生部件由活塞4、复位弹簧5、凸轮6和电机7组成，本发明的压力测控部件由压力保护组件12、压力传感器11和单片机13的输入部分组成，本发明的气压输出部件由输出电磁阀9和单片机13输出部分组成。
本发明在初始工作状态时，凸轮6与活塞4的接触面上，是凸轮6的最小外径，由于弹簧5对气缸2和活塞4的共同推压作用，活塞4进入气缸2内最少，气缸2的进气口3与大气相通；当单片机13驱动电机7旋转时，固定连接于电机7上的旋转凸轮6的外径逐渐增加，压迫活塞4向气缸2内连续移动，首先进气口3被活塞4封闭，然后气缸2内的气体压力不断升高，压力传感器11不断检测气缸2内的气体压力变化，并将气压测量值发送给单片机13处理；当气压值达到所需要的数值时(测量值+管道误差补偿值)，单片机13停止电机7转动，凸轮6外径推动活塞4增加压力的运动停止；单片机13的输出口输出驱动电脉冲，控制电磁阀9启动，电磁阀9的气路在电脉冲持续时间内开通，单脉冲压力气流，从脉冲气流输出10输出。
在凸轮6的旋转中，其外径是逐渐不断变大的，就具备了输出更多和更高压力脉冲气流的能力。压力气流每次输出后的剩余气体，可以为下一个脉冲压力做准备，也可以直接排到大气。复位弹簧5使活塞4与凸轮6紧密接触，使活塞4的移动跟踪凸轮6曲线变化，使得气缸2内的压力随着活塞4的移动而变化。电脉冲的持续时间、脉冲气流产生的速度(电机7的转速)在单片机13的程序控制下可以调整。
本发明在临床医学的吞咽功能测量和无创眼压测量中，提供了无创诊断方法的一项核心技术，以上述方法获得的单脉冲空气气流，压力准确度高，压力值的测量和国内计量标准兼容，脉冲时间和脉冲气流产生的速度方便可调，软硬件结构设计简单，成本低，工作效率高，长期工作稳定性好。

Claims (9)

1.一种活塞式单脉冲空气发生器，它由气体容器部件、气压产生部件、压力测控部件和气压输出部件组成，其特征是：气体容器部件由进气口、排气口和气缸组成，气压产生部件由活塞、凸轮、电机和复位弹簧组成，压力测控部件由压力保护组件、压力传感器和单片机输入部分组成，气压输出部件由电磁阀和单片机输出部分组成。
2.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：每个工作周期，输出一个微小气压的逐步递增的单脉冲气流，压力范围为0mmHg～60mmHg。
3.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：每次输出微压脉冲气流时的脉冲持续时间为50ms～200ms。
4.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：气缸内的气体压力以低速率连续递增，压力传感器检测气缸内的气体压力变化，通过单片机的软硬件的处理，将精确锁定所需的气压测量值。
5.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：用低速、间歇运行的活塞泵方法获得精确的单脉冲气流。
6.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：所述活塞的一端和气缸内径空气密封滑动连接、活塞的另一端和凸轮外径滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：所述气缸和活塞之间有复位弹簧配合连接，所述凸轮(内孔)和电机(轴)紧密连接。
8.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：所述排气口通过管路与压力传感器、压力保护组件、输出电磁阀气体入口连接，所述输出电磁阀气体出口为脉冲气流输出。
9.根据权利要求1所述的一种活塞式单脉冲空气发生器，其特征是：所述电机和单片机输出部分电路连接，所述压力传感器和单片机输入部分电路连接，所述输出电磁阀和单片机部分输出电路连接。
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