CN110319901B - 一种测量雾化器气体体积的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量雾化器气体体积的装置，包括：驱动模块、气泵、进气通道和气体传感器；驱动模块，与气泵连接，用于控制气泵的抽吸状态；进气通道的吸气口与雾化器的输出气道连接，气泵的抽吸口与进气通道连通设置，用于在抽吸状态下将雾化器的气体吸入进气通道，进气通道的排气口，用于排出测量完毕的气体；气体传感器，与进气通道连接，用于按照预设采集间隔，采集进气通道内气体的气压差；采样处理模块，与气体传感器相连，用于获取气压差，其中，气压差用于计算气体的体积。本发明实施例的测量雾化器气体体积的装置能够实时、快速、简单测量气体的体积。

Description

一种测量雾化器气体体积的装置及其方法

技术领域

本发明实施例涉及测量技术领域，尤其涉及一种测量雾化器气体体积的装置及其方法。

背景技术

市场上的雾化器是将试液雾化的装置，广泛适用于空气加湿、医用雾化以及电子烟等领域，使用的雾化原理主要有三种：超声雾化、压缩雾化及网式雾化，各种雾化器都要求喷雾稳定、雾滴细小均匀并且具有较高的雾化效率。

现有的雾化器没有气体体积测量的功能，无法实时、快速知道气体的体积，只能按照不同类型的雾化器的本身规格来使用，导致通常功能单一，如空气加湿雾化器不能用于药物和烟油的雾化，医用雾化器通常也不能用于空气加湿和烟油雾化，电子烟则不能用于空气雾化。因此市场面上针对不同功能需求会有各种各样的雾化器，雾化器普通适用性较差。

发明内容

本发明实施例目的在于提出一种测量雾化器气体体积的装置及其方法，能够实时、快速、简单测量气体的体积。

为达此目的，本发明的实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种测量雾化器气体体积的装置，包括：驱动模块、气泵、进气通道、气体传感器和采样处理模块；

所述驱动模块，与所述气泵连接，用于控制所述气泵的抽吸状态；

所述进气通道的吸气口与所述雾化器的输出气道连接，所述气泵的抽吸口与所述进气通道连通设置，用于在抽吸状态下将所述雾化器的气体吸入所述进气通道，所述进气通道的排气口，用于排出测量完毕的气体；

所述气体传感器，与所述进气通道连接，用于按照预设采集间隔，采集所述进气通道内气体的气压差；

所述采样处理模块，与所述气体传感器相连，用于获取所述气压差，其中，所述气压差用于计算所述气体的体积；

其中，所述采样处理模块包括采样接收单元，还包括体积计算单元或通讯单元，其中：

所述采样接收单元，与所述气体传感器相连，用于接收并记录所述气压差；

所述体积计算单元，与所述采样接收单元相连，用于根据所述气压差进行气体体积的计算；

所述通讯单元，与所述采样接收单元相连，用于将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

进一步的，所述测量雾化器气体体积的装置还包括：

气体转换口，一端与所述气泵的抽吸口连接，且另一端连接在所述进气通道的吸气口和排气口之间，用于切换吸气口和排气口，与所述气泵的连通关系；

和/或者，气体减压装置，与所述进气通道的吸气口连接，用于控制所述进气通道内气压处于所述气压传感器测量量程内。

较优的，所述气泵的管径大于或等于所述雾化器排气通道的管径。

进一步的，所述驱动模块包括：电机驱动器及与所述电机驱动器连接的可调电源、电机正反转控制电路和电机调速电路；

所述电机驱动器，与所述气泵连接，用于驱动所述气泵进行气体抽吸；

所述可调电源，用于向所述电机驱动器提供电源；

所述电机正反转控制电路，用于控制所述电机驱动器的正反转；

所述电机调速电路，用于调节所述电机驱动器的速度。

另一方面，本发明实施例提供了一种测量雾化器气体体积的方法，包括：

所述驱动模块控制所述气泵处于抽吸状态，以将雾化器的气体吸入所述进气通道；

所述气体传感器经预设采集间隔获取所述进气通道内的气压差；

所述采样处理模块根据所述气压差进行气体体积的计算，或将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

进一步的，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

当达到预设吸气采集总次数时，计算所述预设吸气采集总次数内的气压差平均值；

根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量；

根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积。

进一步的，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

获取所述气压差平均值及对应的所述气体流量至少2组，并绘制关系图表；

获取当前被测量气压差；

根据气压差与气体流量的关系图表，确定与被测量气压差对应的被测量气体流量；其中，所述关系图表根据历史测量气压差和对应气体流量进行绘制确定；

根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述被测量气体流量确定与所述被测量气压差对应的气体体积；

若所述气体体积之和大于预设气体总体积，则提醒用户或产生控制所述雾化器的指令。

其中，根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量包括：

按照如下公式进行气体流量的计算：

所述气体流量＝所述气泵体积/((所述预设采集间隔*所述预设吸气采集总次数)/所述预设时长)。

同时，根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积包括：

按照如下公式进行气体体积的计算：

所述气体体积＝(所述预设采集间隔/所述预设时长)*所述被测量气体流量。

本发明实施例的有益效果为：通过驱动模块控制气泵并提供稳定的气体，将雾化器产生的气体全部吸入。通过气体传感器及采样处理模块实时，快速获知进气通道的气压差，使得单一功能的雾化器实现多种功能，从而提高雾化器的适用性，减少不同功能雾化器的需求。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的测量雾化器气体体积的装置的结构示意图。

图2是本发明实施例二提供的测量雾化器气体体积的方法的流程图。

图3是本发明实施例三提供的测量雾化器气体体积的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

实施例一

本实施例提供一种测量雾化器气体体积的装置100，用于测量雾化器(图中未示)的气体体积，能够实时、快速、简单测量雾化器的气体体积，使得单一功能的雾化器实现多种功能，从而提高雾化器的适用性，减少不同功能雾化器的需求。

图1是本发明实施例一提供的测量雾化器气体体积的装置100的结构示意图。如图1所述，该测量装置包括：驱动模块10、气泵20、进气通道30和气体传感器40；

所述驱动模块10，与所述气泵20连接，用于控制所述气泵20的抽吸状态；

具体的，所述驱动模块10包括：电机驱动器11及与所述电机驱动器11连接的可调电源12、电机正反转控制电路13和电机调速电路14。

所述电机驱动器11，与所述气泵20连接，用于驱动所述气泵20进行气体抽吸。

所述可调电源12，用于向所述电机驱动器11提供电源。

可调电源12，能够将外接电压转换成电机驱动器11所需的电压，实现该测量装置的使用不受限于具体的现场环境，从而提高适用性。

所述电机正反转控制电路13，用于控制所述电机驱动器11的正反转。

通过控制电机驱动器11的正反转实现气泵20的吸气或排气状态的转换。

所述电机调速电路14，用于调节所述电机驱动器11的速度。

通过调节电机驱动器11至恒定的速度实现气泵20的控制，从而提供固定体积的气体及稳定的气压。并且能够提供不同速度以供选择，增大测量范围，使得该测量装置适用性高。

所述进气通道30的吸气口32与所述雾化器的输出气道连接，所述气泵20的抽吸口与所述进气通道30连通设置，用于在抽吸状态下将所述雾化器的气体吸入所述进气通道30，所述进气通道30的排气口31，用于排出测量完毕的气体。

通过进气通道30的吸气口32与气泵20抽吸状态及进气通道30的排气口31与气泵20的排气状态的配合能够重复的测量气体体积，无需人工操作。

进一步的，该测量装置还包括：气体转换口60，一端与所述气泵20的抽吸口连接，且另一端连接在所述进气通道30的吸气口32和排气口31之间，用于切换吸气口32和排气口31，与所述气泵20的连通关系。

通过气体转换口60实现当气泵20处于抽吸状态下从吸气口32内吸入气体及当气泵20处于排气状态下从排气口31排出测量完毕的气体，使得气泵20与进气通道30的连接结构简单，防止该装置体积过大。

优选的，所述气泵20的管径大于或等于所述雾化器排气通道的管径，能够防止因气泵20管径过小使得测量气体体积不准确。并且气泵20能够模拟人吸气的状态使得测量的气体体积更贴合实际情况。

所述气体传感器40，与所述进气通道30连接，用于按照预设采集间隔，采集所述进气通道30内气体的气压差，实现实时，快速采集进气通道30内气体的气体差。本实施例的气体传感器40优选为SDP31。

采样处理模块50，与所述气体传感器40相连，用于获取所述气压差，其中，所述气压差用于计算所述气体的体积。实现实时、快速获取气压差。

进一步的，在本实施例中所述采样处理模块50包括采样接收单元51，还包括体积计算单元52或通讯单元，其中：

采样接收单元51，与所述气体传感器40相连，用于接收并记录所述气压差；

体积计算单元52，与所述采样接收单元51相连，用于根据所述气压差进行气体体积的计算；

体积计算单元52能够实时接收气压差，实现快速，简单地计算气体体积。

在其它实施例中采样处理模块50包括采样接收单元51及通讯单元。所述通讯单元，与所述采样接收单元51相连，用于将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。可通过通讯单元与外部设备配合，实现快速，简单地计算气体体积，并且进一步减少该装置体积；并且可同时显示每个采集的气压差及气体体积。

优选的，该装置还包括气体减压装置70，与所述进气通道30的吸气口32连接，用于控制所述进气通道30内气压处于所述气压传感器测量量程内。使得测量的结果更为准确。

本实施例通过提供稳定的气压将雾化器产生的气体全部吸入，能够实时、快速，简单地获得雾化器的气体体积，并且能够重复多次测量雾化器气体体积，使得单一功能的雾化器实现多种功能，从而提高雾化器的适用性，减少不同功能雾化器的需求。

实施例二

本实施例提供了一种测量雾化器气体体积的方法，采用测量雾化器气体体积的装置100。图2是本实施例提供的测量雾化器气体体积的方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

S10，所述驱动模块10控制所述气泵20处于抽吸状态，以将雾化器的气体吸入所述进气通道30。

驱动模块10控制气泵20处于抽吸状态，同时控制气泵20提供固定体积的气体，从而提供稳定的气压，以此将雾化器产生的气体全部吸入进气通道30。

S11，所述气体传感器40经预设采集间隔获取所述进气通道30内的气压差。

预设采集间隔记为Ts秒，具体数值可根据具体使用情况进行设计。

S12，所述采样处理模块50根据所述气压差进行气体体积的计算，或将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

一方面，可通过采样处理模块50实时，快速获取气体传感器40采集的气压差并经快速计算获得气体体积。

另一方面，也可通过采样处理模块50实时，快速地将气体传感器40采集的气压差传输给外部设备，外部设备经快速计算获得气体体积，并且可同时显示气压差及气体体积。

本实施例在稳定的气压环境下将雾化器产生的气体全部吸入，实时根据采集的气压差快速计算得出气体体积，能够知道每种功能类型的雾化器的雾化产生的气体体积，使得单一功能的雾化器实现多种功能，从而提高雾化器的适用性。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上，细化了根据气压差进行气体体积的计算。图3是本实施例提供的测量雾化器气体体积的方法的流程图。如图3所示，该方法具体包括如下步骤：

S20，所述驱动模块10控制所述气泵20处于抽吸状态，以将雾化器的气体吸入所述进气通道30；

S21，所述气体传感器40经预设采集间隔获取所述进气通道30内的气压差；

S22，所述采样处理模块50根据所述气压差进行气体体积的计算，或将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

可选择的，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

S23，当达到预设吸气采集总次数时，计算所述预设吸气采集总次数内的气压差平均值。

S24，根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量。

S25，根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积。

该计算步骤能够实时，快速记录每个采集的气压差，当采集气压差的数量达到预设吸气采集总次数时，计算出气压差平均值，使得每个吸气采集总次数内计算得出的值处于稳定状态。并实时，快速计算出与气压差平均值对应的气体流量及气体体积，用户可实时获知雾化器产生的气体体积，从而使得单一功能雾化器实现不同功能。

可选择的，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

S26，获取所述气压差平均值及对应的所述气体流量至少2组，并绘制关系图表；其中，所述关系图表根据历史测量气压差和对应气体流量进行绘制。

具体的，获取一组气压差平均值及对应的气体流量包括：驱动模块10控制气泵20处于抽吸状态，气体传感器40采集一个预设吸气采集总次数的气压差，计算一个预设吸气采集总次数内的气压差平均值，并计算出对应的气体流量，然后驱动模块10控制气泵20处于排气状态，排出测量完毕的气体。每重复一次该步骤即可获得一组气压差平均值及对应的气体流量。

S27，获取当前被测量气压差；

S28，根据气压差与气体流量的关系图表，确定与被测量气压差对应的被测量气体流量；通过关系图表，能够更为快速，简单地得出被测量气体流量。

S29，根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述被测量气体流量确定与所述被测量气压差对应的气体体积。

S30，确定与所述气压差平均值对应的气体体积之后，还包括：

若所述气体体积之和大于预设气体总体积，则提醒用户或产生控制所述雾化器的指令。不仅可实时获知气体体积，还可根据每次计算出的气体体积得出总和，能够及时的控制雾化器产生气体体积量，从而进行定时、定量地控制雾化器和跟踪使用效果。

具体的，根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量包括：

按照如下公式进行气体流量的计算：

所述气体流量＝所述气泵体积/((所述预设采集间隔*所述预设吸气采集总次数)/所述预设时长)。

本实施中的气体流量的单位为升每分钟，气泵体积的单位为升。优选的，气泵的体积根据实际情况和方便计算，设置为1升。

具体的，根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积包括：

按照如下公式进行气体体积的计算：

所述气体体积＝(所述预设采集间隔/所述预设时长)*所述被测量气体流量。

本实施例中的预设时长根据气体传感器40自带的时长来设置。优选的，预设时长设置为60秒。

本实施例通过公式以及关系图表快速，简单地获得气体流量及气体体积。并能够通过实时获知气体体积来控制雾化器的工作情况，从而控制雾化器产生气体体积量及提高雾化器的适用性。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测量雾化器气体体积的装置，其特征在于，包括：驱动模块、气泵、进气通道、气体传感器和采样处理模块；

所述驱动模块，与所述气泵连接，用于控制所述气泵的抽吸状态；

所述进气通道的吸气口与所述雾化器的输出气道连接，所述气泵的抽吸口与所述进气通道连通设置，用于在抽吸状态下将所述雾化器的气体吸入所述进气通道，所述进气通道的排气口，用于排出测量完毕的气体；

所述气体传感器，与所述进气通道连接，用于按照预设采集间隔，采集所述进气通道内气体的气压差；

所述采样处理模块，与所述气体传感器相连，用于获取所述气压差，其中，所述气压差用于计算所述气体的体积；

所述采样处理模块包括采样接收单元，还包括体积计算单元或通讯单元，其中：所述采样接收单元，与所述气体传感器相连，用于接收并记录所述气压差；所述体积计算单元，与所述采样接收单元相连，用于根据所述气压差进行气体体积的计算；所述通讯单元，与所述采样接收单元相连，用于将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

气体转换口，一端与所述气泵的抽吸口连接，且另一端连接在所述进气通道的吸气口和排气口之间，用于切换吸气口和排气口，与所述气泵的连通关系；

和/或者，气体减压装置，与所述进气通道的吸气口连接，用于控制所述进气通道内气压处于所述气压传感器测量量程内。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气泵的管径大于或等于所述雾化器排气通道的管径。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动模块包括：电机驱动器及与所述电机驱动器连接的可调电源、电机正反转控制电路和电机调速电路；

所述电机驱动器，与所述气泵连接，用于驱动所述气泵进行气体抽吸；

所述可调电源，用于向所述电机驱动器提供电源；

所述电机正反转控制电路，用于控制所述电机驱动器的正反转；

所述电机调速电路，用于调节所述电机驱动器的速度。

5.一种测量雾化器气体体积的方法，采用权利要求1-4任一所述的测量雾化器气体体积的装置，其特征在于，该方法包括：

所述驱动模块控制所述气泵处于抽吸状态，以将雾化器的气体吸入所述进气通道；

所述气体传感器经预设采集间隔获取所述进气通道内的气压差；

所述采样处理模块根据所述气压差进行气体体积的计算，或将所述气压差的数据传输给外部设备，以请求外部设备根据所述气压差进行气体体积的计算。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

当达到预设吸气采集总次数时，计算所述预设吸气采集总次数内的气压差平均值；

根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量；

根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述气压差进行气体体积的计算包括：

获取所述气压差平均值及对应的所述气体流量至少2组，并绘制关系图表；

获取当前被测量气压差；

根据气压差与气体流量的关系图表，确定与被测量气压差对应的被测量气体流量；其中，所述关系图表根据历史测量气压差和对应气体流量进行绘制确定；

根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述被测量气体流量确定与所述被测量气压差对应的气体体积；

若所述气体体积之和大于预设气体总体积，则提醒用户或产生控制所述雾化器的指令。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据气泵体积、所述预设采集间隔、所述预设吸气采集总次数及预设时长确定与所述气压差平均值对应的气体流量包括：

按照如下公式进行气体流量的计算：

所述气体流量＝所述气泵体积/((所述预设采集间隔*所述预设吸气采集总次数)/所述预设时长)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述预设采集间隔、所述预设时长及所述气体流量确定与所述气压差平均值对应的气体体积包括：

按照如下公式进行气体体积的计算：

所述气体体积＝(所述预设采集间隔/所述预设时长)*所述被测量气体流量。

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