CN108852359B - 一种肺活量测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肺活量测试仪，涉及肺活量测试技术领域，包括主体和吹气管，吹气管固定在主体的侧面上，吹气管中具有活动门和风扇，活动门的安装轴上具有弹簧和角度传感器，风扇上具有转速传感器，主体中具有电路板，电路板上具有数据计算单元，数据计算单元根据角度传感器采集的角度判断活动门的开启和关闭状态，并在活动门开启后关闭前接收转速传感器采集的转速数据，根据活动门的开启时间和转速计算肺活量，最后通过主体上的显示屏显示肺活量。本发明中的测试仪结构简单小巧，便于携带，而且活动门上的弹簧能够使吹气管内气压相对恒定，同时通过活动门开启时间段内的转速计算肺活量，可以使最终的计算结果更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及肺活量测试仪技术领域，特别是涉及一种便携且测试结果精确的肺活量测试仪。
背景技术
肺活量是目前身体素质测试中经常需要检测的项目，肺活量可以在一定程度上反应个人的身体素质，使用肺活量测试仪可以通过具体数据监测一个人的身体素质变化情况，为运动计划提供一定参考。
目前市场上有很多肺活量测试仪，但是基本上都存在便携性不佳或测试结果不精确的缺点，不便于大范围推广使用。
发明内容
本发明实施例提供了一种肺活量测试仪，可以解决目前肺活量测试仪便携性不佳和测试结果不精确的问题。
本发明提供了一种肺活量测试仪，包括主体和吹气管，所述吹气管固定安装在所述主体的侧面上，且吹气管的两端均开口，其中一端的开口上具有吹气嘴；
所述吹气管内部在靠近所述吹气嘴的一端安装有活动门，所述活动门为圆板，其直径与所述吹气管的内径相当，所述活动门使用转轴转动安装在所述吹气管的内壁上，所述转轴上安装有弹簧，所述活动门在受到气流压力时向下转动，压力消失后回到与所述吹气管内壁垂直的位置，所述吹气管内壁上在安装所述活动门的位置具有角度传感器，该角度传感器用于检测所述活动门的转动角度；
所述吹气管的内部安装有风扇，该风扇的轴线与所述吹气管的轴线重合，所述风扇的中心安装有转速传感器；
所述主体的外侧面上安装有显示屏，内部安装有电路板，所述电路板上具有信号接收单元、数据计算单元和数据输出单元，所述信号接收单元接收所述角度传感器采集的角度数据和所述转速传感器采集的转速数据，并将这些数据发送给所述数据计算单元；
所述数据计算单元根据所述角度数据判断所述活动门的开启和关闭状态，同时所述数据计算单元统计所述活动门开启到关闭过程中的时间长度，并在所述活动门开启后关闭前接收所述转速数据，根据以下公式计算肺活量：
P＝X·n·T·S
上式中，P为肺活量，X为空气流动速度和风扇转速的比值，其为常数，n为转速，T为所述活动门开启到关闭的时间长度，S为所述吹气管的内截面积；
得到肺活量后，所述数据计算单元将结果发送给所述数据输出单元，所述数据输出单元将肺活量数据发送给所述显示屏，通过显示屏显示肺活量数据。
本发明实施例中的一种肺活量测试仪，具有以下有益效果：
1、可小型化设计，方便携带；
2、活动门可对气流压力进行调节，在弹簧的作用下气流量大时活动门打开幅度增大减小压力，气流量小时活动门减小增大压力，可使压力较为恒定；
3、通过比值X可以将气流长度转换为风扇转动长度，使能量损耗产生的误差消除；
4、加入活动门后在吹气开始前和吹气停止后的风扇转动均不被记录，可消除风扇因惯性转动而产生的误差，使测试结果更加精确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的肺活量测试仪的结构示意图；
图2为图1中风扇以及其上的转速传感器示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2，本发明实施例提供了一种肺活量测试仪，该测试仪包括主体100和吹气管200，所述吹气管200固定安装在主体100的侧面上，且吹气管200的两端均开口，其中一端的开口上具有喇叭状的吹气嘴。
所述吹气管200内部在靠近所述吹气嘴的一端安装有活动门210，所述活动门210为圆板，其直径与所述吹气管200的内径相当。所述活动门210使用转轴转动安装在所述吹气管200的内壁上，转轴上安装有弹簧，使所述活动门210在受到气流压力时可以向下转动，而压力消失后又可以恢复原位，这里所说的原位是与吹气管210内壁垂直的位置，以将吹气管200封闭。由于弹簧在受到较小的压力时形变较小，受到较大的压力时形变较大，因此弹簧可以调节吹气管200中的气压，当气流速度快时活动门210打开的角度大，当气流速度小时活动门210打开角度小，因此可以时吹气管200中的气压保持相对恒定，以便于风扇220的转动响应更加精确。
所述吹气管200内壁上在安装所述活动门210的位置具有角度传感器，该角度传感器用于检测所述活动门210的转动角度，用以判断活动门210的打开和关闭状态。
所述吹气管200的内部还安装有风扇220，该风扇220的轴线与所述吹气管200的轴线重合，所述风扇220的中心安装有转速传感器221。
所述主体100的外侧面上安装有显示屏110和开关120，内部安装有电路板130，所述电路板130上具有电池、信号接收单元、数据计算单元和数据输出单元，所述电池与显示屏110、开关120、信号接收单元、数据计算单元、数据输出单元、角度传感器和转速传感器连接，以提供电源。该电池可以为干电池或者可充电的蓄电池。当所述开关120被按下后，整个测试仪即接通电源开始工作，使用完毕后再次按下所述开关120，则断开电源。
所述信号接收单元的输入端与所述角度传感器和转速传感器221连接，用于接收所述活动门210的转动角度数据和风扇220的转速数据，信号接收单元的输出端与所述数据计算单元的输入端连接。所述信号接收单元除了进行数据转发外，还对所述角度传感器和转速传感器221采集的信号进行AD转换等常规处理。由于所述转速传感器221需要随风扇转动，因此优选使用无线的方式与所述信号接收单元连接。
所述数据计算单元在角度传感器采集的角度达到或超过预定值时确定活动门210开启，角度小于预定值时确定活动门210关闭。所述数据计算单元统计所述活动门210开启到关闭过程中的时间长度，并在活动门210开启后关闭前接收所述转速传感器221采集的转速，根据以下公式计算空气的流动量，即肺活量：
P＝X·n·T·S
上式中，P为肺活量，X为空气流动速度和风扇转速的比值，其为常数，可以通过实验获得，n为转速传感器采集的转速，T为活动门开启到关闭的时间长度，S为吹气管的内截面积。
得到肺活量后，所述数据计算单元将结果发送给所述数据输出单元，所述数据输出单元将肺活量数据发送给所述显示屏，通过显示屏显示肺活量数据，使用者能够直观查看。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种肺活量测试仪，其特征在于，包括主体和吹气管，所述吹气管固定安装在所述主体的侧面上，且吹气管的两端均开口，其中一端的开口上具有吹气嘴；
所述吹气管内部在靠近所述吹气嘴的一端安装有活动门，所述活动门为圆板，其直径与所述吹气管的内径相当，所述活动门使用转轴转动安装在所述吹气管的内壁上，所述转轴上安装有弹簧，所述活动门在受到气流压力时向下转动，压力消失后回到与所述吹气管内壁垂直的位置，所述吹气管内壁上在安装所述活动门的位置具有角度传感器，该角度传感器用于检测所述活动门的转动角度；
所述吹气管的内部安装有风扇，该风扇的轴线与所述吹气管的轴线重合，所述风扇的中心安装有转速传感器；
所述主体的外侧面上安装有显示屏，内部安装有电路板，所述电路板上具有信号接收单元、数据计算单元和数据输出单元，所述信号接收单元接收所述角度传感器采集的角度数据和所述转速传感器采集的转速数据，并将这些数据发送给所述数据计算单元；
所述数据计算单元根据所述角度数据判断所述活动门的开启和关闭状态，同时所述数据计算单元统计所述活动门开启到关闭过程中的时间长度，并在所述活动门开启后关闭前接收所述转速数据，根据以下公式计算肺活量：
P＝X·n·T·S
上式中，P为肺活量，X为空气流动速度和风扇转速的比值，其为常数，n为转速，T为所述活动门开启到关闭的时间长度，S为所述吹气管的内截面积；
得到肺活量后，所述数据计算单元将结果发送给所述数据输出单元，所述数据输出单元将肺活量数据发送给所述显示屏，通过显示屏显示肺活量数据。
2.如权利要求1所述的肺活量测试仪，其特征在于，所述吹气嘴为喇叭状结构。
3.如权利要求1所述的肺活量测试仪，其特征在于，所述主体外侧面上还安装有开关，所述电路板上还具有电池，该电池与所述开关、显示屏、信号接收单元、数据计算单元、数据输出单元、角度传感器和转速传感器连接，以提供电源，当所述开关被按下后，所述测试仪接通电源开始工作，再次被按下时电源断开。
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