CN112526163A - 吸入气流流速检测装置、系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了吸入气流流速检测装置，包括一内部为空心体结构的外壳；光源检测模块，用于检测时吸入有效气流流速；处理器，对获取光源检测模块的电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据据实时传输给终端提示模块；终端提示模块，用于对获取的处理器的数据进行提示；光源检测模块包括第一光源检测组和第二光源检测组，第一光源检测组用于检测气流的流动速度，第二光源检测组用于检测除有效气流外的颗粒大小。本发明结构简单，性能优良，可实时反馈患者在吸气时吸入气流流速的大小，提醒患者在吸气过程中调整成正确的吸气方式，进行有效的吸入治疗，同时该装置采用微型化和低电压，具有低功耗和极大的人体安全性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及吸入气流流速检测装置、系统以及方法。
背景技术
在呼吸系统疾病(哮喘、支气管炎、鼻炎，咽炎、感冒、祛痰、咳嗽及肺气肿等)治疗过程中，通常采用吸入疗法给药治疗，即将药物经过雾化处理后的有效药雾颗粒，通过常规呼吸送入呼吸道送达病灶。吸入疗法的有效性与患者吸入药雾的量成正比，但是，患者自身难以控制好吸入药雾的量。过低或者过高的吸入都会影响治疗效果，因为过低吸入可导致药雾量不足甚至没有吸入药雾，过高吸入可导致药雾过多沉积造成浪费。尤其，婴幼儿和年迈的老人吸气气流较低且周期不稳定，吸气气流流速达不到药雾吸收的要求，患者也无法主动调整吸气方式以进行有效吸入。
因此，本发明的目的就是提供吸入气流流速检测装置。本装置可用于检测患者在吸气时吸入气流流速的大小，与装置内设定的标准参数进行比较，以确定患者吸入气流流速是否达到标准；过高或者过低的吸气气流未达标准都会提示。
发明内容
本发明针对上述现有的问题的一个或多个，提出吸入气流流速检测装置。
根据本发明的一个方面，提供吸入气流流速检测装置，包括一内部为空心体结构的外壳；光源检测模块，所述光源检测模块位于所述外壳内部的侧壁上，用于将获取的光信号转换成电信号，检测吸入时有效气流流速；处理器，所述处理器用于对获取光源检测模块的电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块；终端提示模块，用于对获取的处理器的数据进行提示吸入气流流速是否达到标准；所述光源检测模块包括第一光源检测组和第二光源检测组，所述第一光源检测组用于检测气流的流动速度，第二光源检测组用于检测除有效气流外的颗粒大小。
在一些实施方式中，所述第一光源检测组包括第一光源和第一光电传感器，所述第一光源发射大于有效气流的波长光信号，所述第一光电传感器设置在相对应所述第一光源发射的光路接收端处；所述第二光源检测组包括一组第二光源和第二光电传感器，所述第二光源发射小于有效气流的波长光信号，所述第二光电传感器设置在相对应所述第二光源发射的光路接收端处。
在一些实施方式中，所述第一光源检测组和所述第二光源检测组相对应的光源发射光路平行且反向。
在一些实施方式中，所述处理器和所述终端提示模块可设置于一提示设备中，所述外壳外部的侧壁上设置有一接口，所述提示设备通过所述接口可拆卸的电连接在该装置上。
在一些实施方式中，所述接口上有设有若干处金属接触点，所述提示设备的端口上设有相对应的金属凸点，所述提示设备通过端口外接于所述接口，并通过所述金属凸点触于所述金属接触点。
本发明还提供吸入气流流速检测系统，应用于权利要求1-5任一项所述的具有提示功能的吸入气流流速检测装置，包括
光源检测模块，所述光源检测模块用于将获取的光信号转换成电信号，检测时有吸入有效气流流速；
处理器，所述处理器用于对获取光源检测模块的电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据；
终端提示模块，用于对当前获取的处理器的数据进行提示是否达到标准。
在一些实施方式中，所述处理器、终端提示模块均设置于一提示设备中，所述提示设备通过可拆卸的电连接光源检测模块。
本发明还提供吸入气流流速检测方法，应用于权利要求1-5任一项所述具有提示功能的吸入气流流速检测装置，该方法包括：
设置的空心体结构的外壳，供吸入气流通过；
光源检测模块通过检测光信号获取流经对应的吸入时有效气流流速；
处理器通过电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块。
在一些实施方式中，光源检测模块通过检测光信号获取流经对应的吸入有效气流流速包括：第一光源发射大于有效气流的波长光信号，第一光电传感器获取吸入有效气流的流动速度的电信号；第二光源发射小于有效气流的波长光信号，第二光电传感器获取除有效气流外的颗粒大小的电信号。
在一些实施方式，该外壳的一端套设于与其口径相配的吸入治疗设备上，该外壳的另一端可套设于病患端吸入端口。
本发明的有益效果是：本发明提供吸入气流流速检测装置，本装置可用于检测患者在吸气时吸入气流流速的大小，与装置内提示设备内设定的标准参数进行比较，以确定患者吸入气流流速是否达到标准；过高或者过低的吸气气流都会提示未达标准，装置会在终端设备上提示患者调整吸气方式以进行有效吸入。本装置结构简单，性能优良，并采用智能化处理和终端提示设备，具有很强的客观性和直观性；可实时反馈患者在吸气时吸入气流流速的大小，提醒患者在吸气过程中调整成正确的吸气方式，进行有效的吸入治疗，同时该装置采用微型化和低电压，具有低功耗和极大的人体安全性；装置可外接于吸入疗法的治疗设备上，可拆装，具有可移植性和可便携性。
附图说明
图1为吸入气流流速检测系统的系统示意图；
图2为吸入气流流速检测系统的一实施例的系统示意图；
图3为吸入气流流速检测装置的结构示意图；
图4为吸入气流流速检测装置的提示设备的示意图；
图5为吸入气流流速检测装置的一实施方式的结构示意图；
图6为吸入气流流速检测装置的光路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对申请技术方案作进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
根据本发明的一个方面，如图1-6所示，提供吸入气流流速检测装置，本发明提供的是吸入气流流速检测装置，装置可套设于吸入治疗设备与吸入辅助设备如吸入面罩、吸嘴等连接处的外表面，外型无限定，包括一内部为空心体结构的外壳1；光源检测模块2，光源检测模块2位于外壳1内部的侧壁上，用于将获取的光信号转换成电信号，检测吸入时有效气流流速；处理器42，处理器42用于对获取光源检测模块2的电信号进行处理并与处理器42内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块43；终端提示模块43，用于对获取的处理器42的数据进行提示吸入气流流速是否达到标准；光源检测模块2包括第一光源检测组和第二光源检测组，第一光源检测组用于检测有效气流的流动速度，第二光源检测组用于检测除有效气流外的颗粒大小。
在本实施例中，该具有提示功能的吸入气流流速检测装置可任意套设在与其口径相配的吸入治疗设备5上，可不与检测颗粒直接接触，具有可移植性并具有一定的防水性能，同时该装置可套设于吸入治疗设备与病患吸入端口6的连接处外表面上，便于拆卸。吸入气流的颗粒成分可以依据治疗需要选择，如吸入的空气或者吸入的药雾颗粒等有效气流。
本实施例中，处理器42和终端提示模块43可设置于一提示设备4中，外壳1外部的侧壁上设置有一接口3，提示设备4通过接口3可拆卸的电连接在该装置上，提示设备4用于获取光源检测模块2的信号进行数据处理以提示吸入气流流速是否达到标准。
在本实施例中，接口3上有设有若干处金属接触点31，提示设备4的端口41上设有相对应的金属凸点411，提示设备4通过端口41外接于接口3，并通过金属凸点411触于金属接触点31。由此，此提示设备4可拆卸，提示设备4通过端口41的金属凸点411与侧壁接口处的金属接触点31接触，接收光源检测模块2输出的电信号以及提供电源给光源检测模块2。
在本实施例中，光源检测模块2包括第一光源检测组，第一光源检测组包括至少一组第一光源21和第一光电传感器22，用于检测有效气流的流动速度，第一光电传感器22设置在相对应第一光源21发射的光路接收端处。当患者进行吸气动作时，吸入气流经过本装置具有空心体结构壳体内部，气流颗粒对第一光源21的光路造成干扰，第一光电传感器22检测到光信号强度的变化，将此变化转换成电信号输出到提示设备4的处理器42中。
在本实施例中，光源检测模块2还包括第二光源检测组，用于检测除有效气流外的颗粒大小，第二光源检测组包括一组第二光源23和第二光电传感器24，第二光电传感器24设置在相对应第二光源23发射的光路接收端处。
其中，第一光电传感器22、第二光电传感器24均设于被检测的第一光源21、第二光源23呈对立面的侧壁上，不可与装置侧壁进行拆卸，第一光电传感器22、第二光电传感器24均采用MEMS流量传感器结构，该结构中的传感芯片为毫米级，可大大减小光电传感器的结构尺寸，因此具有尺寸微型化、检测精度高、响应速度快等优点。第一光源21和第一光电传感器22、第二光源23和第二光电传感器24通过设置在具有空心结构体壳体内部的传输总线进行信号传输。
在本实施例中，第一光源检测组和第二光源检测组相对应的光源发射光路平行且反向。
在本实施例中，第一光源21发射大于有效气流的波长光信号，第二光源23发射小于有效气流的波长光信号。
在本实施例中，装置的检测系统中光路示意如图6所示，第一光源21、第二光源23沿直线发射光信号，吸入气流在通过装置内部时，气流对图6中的光路信号产生干扰，引起光信号的强度变化，与其在同一水平面的光电传感器将对应光源发射的光路上的光信号变化转换为气流流速变化的电信号。光源中的第一光源21可以发射大于有效气流的波长光信号，另外第二光源23可以发射小于有效气流的波长光信号，因为发射大于有效气流波长的光信号易受有效气流的干扰，所以可用于检测有效气流的存在与数量、颗粒大小及流动速度等；而发射小于有效气流的波长光信号，易受空气等杂质颗粒的干扰，能排除有效气流外的颗粒流速对于检测有效性的干扰。第一光源21和第二光源23发射光波的波长范围可以是可见光波长或者不可见光波长，波长范围在10nm-106nm之间。设置第一光源21和第二光源23发射的光路平行且反向，由此可以避免第一光电传感器22和第一光电传感器24在检测相互受到光信号干扰。
在本实施例中，提示设备4包括处理器42、终端提示设备43、电源模块44，光电检测模块2中的传感器通过接口3与处理器42的输入端电连接，处理器42的输出端与终端提示设备43连接，电源模块44和处理器42、终端提示设备43电连接，为整个装置提供工作电压。其中，电源模块44可以为设置在处理器42上的带有电源开关的电池组，电池组可由纽扣电池、锂电池等微型直流供电电源组成。终端提示设备43可集成在处理器42的芯片上，也可将终端提示设备43与处理器42外围预留的接口相连进行数据传输。
在本实施例中，处理器42为具有传输、处理、控制以及存储信息功能的微型单片机，微型单片机用于将接收到的电信号进行数据处理，得到气流流速的大小信息。其中，微信单片机的数据采集与控制系统能够实现对数据的高速化处理，完成各项复杂的运算，因此微型单片机可将接收到的电信号数据进行处理，得到气流流速的大小或者有效气流颗粒的浓度等信息。微型单片机可采用爱特梅尔公司生产的ortex-M系列，此系列针对成本和功耗敏感的微型单片机和终端应用。
在本实施例中，终端提示设备43可以为集成在提示设备4上的具有音频提示功能的音频设备或直接显示吸入参数数值的液晶显示屏或或者闪烁的指示灯。由此，终端提示设备43可以是装载在装置侧壁上的扬声器等音频设备，或者直接显示吸入参数数值的液晶显示屏，又或者闪烁的指示灯。
在本实施例中，终端提示设备43也可以作为信号输出端，通过通信发射端口发射到PC端、手机APP的显示端。由此，终端提示设备43也可以是通过USB接口、蓝牙、红外线、Wi-Fi等通信发射端口将数据显示在PC、平板电脑、手机上的APP。扬声器、液晶显示屏、指示灯、APP等设备具体提示形式可根据用户需求预设在处理器42中，如扬声器的声音高低、液晶显示屏直接显示数值和字样、指示灯的闪烁频率等。
本实施例如图4所示，患者可在进行吸入疗法治疗时，将本发明装置套设于吸入治疗设备5与病患吸入端口6的连接处外表面上。将装置中提示设备插入侧壁上的接口处，打开提示设备上设有的电源开关，进行正常的药雾吸入治疗，根据终端提示设备43上的提示进行呼吸方式或者使用方法的调整，即可完成药雾的有效吸入。
本发明还提供吸入气流流速检测系统，应用于权利要求1-5任一项的具有提示功能的吸入气流流速检测装置，包括光源检测模块2，光源检测模块2用于将获取的光信号转换成电信号，进行检测时吸入有效气流流速；处理器42，处理器42用于对获取光源检测模块2的电信号进行处理并与处理器42内设定的标准参数进行比较得出数据；终端提示模块43，用于对当前获取的处理器43的数据进行提示是否达到标准。
在本实施例中，处理器42、终端提示模块43均设置于一提示设备4中，提示设备4通过接口3可拆卸的电连接光源检测模块2。
本发明还提供吸入气流流速检测方法，应用于权利要求1-5任一项具有提示功能的吸入气流流速检测装置，该方法包括：设置的空心体结构的外壳1，供吸入气流通过；光源检测模块2通过检测光信号获取流经对应的吸入时有效气流流速；处理器42通过电信号进行处理并与处理器42内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块43。
在本实施例中，光源检测模块2通过检测光信号获取流经对应的吸入有效气流流速包括：第一光源21发射大于有效气流的波长光信号，第一光电传感器22获取吸入有效气流的流动速度的电信号；第二光源23发射小于有效气流的波长光信号，第二光电传感器24获取除有效气流外的颗粒大小的电信号。
在本实施例中，如图5所示，该外壳1的一端套设于与其口径相配的吸入治疗设备5上，该外壳的另一端可套设于病患端吸入端口6。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.吸入气流流速检测装置，其特征在于，包括：
一内部为空心体结构的外壳；
光源检测模块，所述光源检测模块位于所述外壳内部的侧壁上，用于将获取的光信号转换成电信号，检测吸入时有效气流流速；
处理器，所述处理器用于对获取光源检测模块的电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块；
终端提示模块，用于对获取的处理器的数据进行提示吸入气流流速是否达到标准；
所述光源检测模块包括第一光源检测组和第二光源检测组，所述第一光源检测组用于检测气流的流动速度，第二光源检测组用于检测除有效气流外的颗粒大小。
2.根据权利要求1所述的吸入气流流速检测装置，其特征在于，所述第一光源检测组包括第一光源和第一光电传感器，所述第一光源发射大于有效气流的波长光信号，所述第一光电传感器设置在相对应所述第一光源发射的光路接收端处；所述第二光源检测组包括一组第二光源和第二光电传感器，所述第二光源发射小于有效气流的波长光信号，所述第二光电传感器设置在相对应所述第二光源发射的光路接收端处。
3.根据权利要求1所述的吸入气流流速检测装置，其特征在于，所述第一光源检测组和所述第二光源检测组相对应的光源发射光路平行且反向。
4.根据权利要求1所述的吸入气流流速检测装置，其特征在于，所述处理器和所述终端提示模块可设置于一提示设备中，所述外壳外部的侧壁上设置有一接口，所述提示设备通过所述接口可拆卸的电连接在该装置上。
5.根据权利要求1所述的吸入气流流速检测装置，其特征在于，所述接口上有设有若干处金属接触点，所述提示设备的端口上设有相对应的金属凸点，所述提示设备通过端口外接于所述接口，并通过所述金属凸点触于所述金属接触点。
6.吸入气流流速检测系统，应用于权利要求1-5任一项所述的具有提示功能的吸入气流流速检测装置，其特征在于，包括
光源检测模块，所述光源检测模块用于将获取的光信号转换成电信号，检测时吸入有效气流流速；
处理器，所述处理器用于对获取光源检测模块的电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据；
终端提示模块，用于对当前获取的处理器的数据进行提示是否达到标准。
7.根据权利要求5所述的吸入气流流速检测系统，其特征在于，所述处理器、终端提示模块均设置于一提示设备中，所述提示设备通过可拆卸的电连接光源检测模块。
8.吸入气流流速检测方法，应用于权利要求1-5任一项所述具有提示功能的吸入气流流速检测装置，其特征在于，该方法包括：
设置的空心体结构的外壳，供吸入气流通过；
光源检测模块通过检测光信号获取流经对应的吸入时有效气流流速；
处理器通过电信号进行处理并与处理器内设定的标准参数进行比较得出数据，将数据实时传输给终端提示模块。
9.根据权利要求8所述的吸入气流流速检测方法，其特征在于，光源检测模块通过检测光信号获取流经对应的吸入有效气流流速包括：
第一光源发射大于有效气流的波长光信号，第一光电传感器获取吸入有效气流的流动速度的电信号；
第二光源发射小于有效气流的波长光信号，第二光电传感器获取除有效气流外的颗粒大小的电信号。
10.根据权利要求8所述的吸入气流流速检测方法，其特征在于，该外壳的一端套设于与其口径相配的吸入治疗设备上，该外壳的另一端可套设于病患端吸入端口。
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