CN207439697U - 气泵性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气泵性能测试装置，用于测试被测气泵的性能，包括MCU以及与该MCU电性连接的获取模块、驱动选择模块、压力传感器和拾音器，该被测气泵和该拾音器均安装至一隔音盒内，该MCU用于根据该获取模块获取的驱动选择信号，选择PWM驱动或直流驱动以驱动该被测气泵，并在接收该获取模块获取的性能参数信号后，当该被测气泵内的压力达到预设条件时，根据该拾音器采集的工作噪音或该压力传感器采集的压力，计算出该性能参数信号对应的该被测气泵的性能评估值，并综合判断出气泵的性能。该气泵测试装置结构简单，易实现，具有系统化以及能全面有效评估气泵性能的功能。

Description

气泵性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及气泵性能测试领域，特别是涉及一种气泵性能测试装置。

背景技术

随着科学技术地不断发展，越来越多的设备或设备不断更新与升级，功能方面也越来越多的全面，同时更多的与现代电子技术相结合，组成了功能较全面的电子设备，例如，在医院方面，测量血压的电子血压计，所述电子血压计主要由气泵、压力传感器和排气阀组成。其中，所述电子血压计的气泵是属于关键器件，所述气泵是从一个封闭空间排除空气或从封闭空间添加空气的一种装置，所述气泵的性能直接影响血压计的性能和体验，尤其是在升压法测量中，气泵的打气稳定性直接影响到测量血压的精度，气泵打气的噪声直接影响用户的体验。

在现有技术中，所述气泵的性能测试一般是通过单一地检测压力的方法来评价气泵的性能，例如单一通过获取气泵的工作噪声对该气泵进行性能测试，或者是单一地通过获取气泵的压力信号噪声判定该气泵的性能测试。

但是，在现有技术中，评价和测试气泵的性能指标无法进行有效的全面的评估，而且无法做到系统化测试。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要针对现有技术中无法全面有效测试气泵性能指标的问题，提供一种气泵性能测试装置。

一种气泵性能测试装置，用于测试被测气泵的性能，包括拾音器、压力传感器、获取模块、驱动选择模块及MCU，其中；

所述被测气泵和所述拾音器均安装至一隔音盒内，所述拾音器用于采集所述隔音盒内的所述被测气泵的工作噪音；

所述压力传感器与所述被测气泵电性连接，用于采集所述被测气泵内的压力；

所述获取模块用于获取待测试的性能参数信号和驱动选择信号；

所述驱动选择模块与所述被测气泵电性连接，用于选择PWM驱动或直流驱动以驱动所述被测气泵；

所述MCU分别与所述拾音器、所述压力传感器、所述获取模块及所述驱动选择模块电性连接，所述MCU用于根据所述驱动选择信号，控制所述驱动选择模块选择PWM驱动或直流驱动，以使所述驱动选择模块驱动所述被测气泵，并在接收所述性能参数信号后，当所述被测气泵内的压力达到预设条件时，根据接收的所述工作噪音或所述压力，计算出所述性能参数信号对应的所述被测气泵的性能评估值。

该气泵性能测试装置通过设置拾音器便于采集所述被测气泵的工作噪音，压力传感器备便于采集所述被测气泵内的压力，在测试过程中，所述获取模块获取到用户需要测试的性能参数，以获取所述被测气泵测试的性能，以及根据驱动选择信号实现选择PWM驱动或直流驱动，同时，所述MCU根据所述工作噪音或所述压力，同时结合所述性能参数和所述驱动选择信号，在不同测试条件下，实现对所述被测气泵的性能测试，并获取相对应的性能评估值；该气泵性能测试装置结构简单，易实现，具有系统化以及能全面有效评估气泵性能的功能。

进一步地，所述驱动选择模块包括PWM驱动器、可调恒压电源及通道选择继电器；所述PWM驱动器与所述可调恒压电源电性连接，所述通道选择继电器分别与所述可调恒压电源、所述PWM驱动器及所述被测气泵电性连接；所述MCU分别与所述PWM驱动器、所述可调恒压电源和所述通道选择继电器电性连接，所述MCU用于根据所述驱动选择信号，控制所述通道选择继电器选择PWM驱动通道或直流驱动通道，以使所述可调恒压电源或所述PWM驱动器通过所述可调恒压电源驱动所述被测气泵。

进一步地，所述获取模块包括键盘和鼠标器。

进一步地，所述气泵性能测试装置还包括显示模块，所述显示模块与所述MCU电性连接，所述显示模块用于显示所述性能参数信号对应的性能参数、所述驱动选择信号对应的驱动方式及所述性能评估值。

进一步地，所述气泵性能测试装置还包括语音播放器，所述语音播放器与所述MCU电性连接。

进一步地，所述被测气泵连接一用于存储气体的钢瓶，所述钢瓶上设有一放气阀，所述放气阀与所述MCU电性连接，所述放气阀用于释放所述钢瓶内的气体。

进一步地，所述钢瓶、所述被测气泵与所述压力传感器通过气管连接。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的气泵性能测试装置的结构示意图。

图2为第一实施例中直流驱动方式下的气泵性能测试装置的结构示意图。

图3为第一实施例中PWM驱动方式下的气泵性能测试装置的结构示意图。

图4为本实用新型第二实施例中的气泵性能测试装置的结构示意图。

主要元件符号说明如下：

被测气泵	1	鼠标器	2
				液晶显示屏	3	MCU	4
可调恒压电源	5	通道选择继电器	6
				PWN驱动器	7	拾音器	8
隔音盒	9	压力传感器	10
				钢瓶	11	气管	12
放气阀	13	语音播放器	14

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

本实用新型实施例所提供的气泵性能测试的方案，解决了背景技术中所介绍的无法有效的全面测试气泵性能指标的问题。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

电子血压计的气泵是该电子血压计的关键器件，因为该气泵的性能直接影响电子血压计的性能和体验，尤其是在升压法测量中，气泵的打气稳定性直接影响到测量血压的精度；气泵打气的噪声直接影响用户的体验。

因此，如何选择与评价气泵的性能，是一项非常重要的技术，在测试气泵性能的过程中，可以从五个维度来判断气泵的好坏，这五个维度可以为：

一、测量气泵的工作噪声。

气泵的工作噪音，反应了在测量血压过程中气泵发出的声音，声音越大，会给测量者带来烦躁，会给环境带来噪音干扰。

二、测量气泵的压力信号噪声。

由于气泵机械转动，在打气过程中会引入气压波动，即为压力信号的噪声。该噪声越大，则反应气泵打气过程中引入的干扰越大。一般会选择引入干扰噪声最小的气泵。

三、测量气泵的停转压力点。

在较小的驱动电压或较小的占空比时，气泵打气过程升到的最大气压，为在该驱动电压或占空比下的停转压力点。停转压力点越高则反应了气泵的驱动力越强，在实际使用中越不容易出现气泵停转现象，造成无法测量血压。

四、评测气泵的恒速升压线性度。

在升压法测量中，为了测量血压更精确，则需要升压曲线恒速升压。在气泵控制中往往线性调节气泵驱动占空比或驱动电压，达到升压速度恒定的效果。好的气泵在某一恒定速度下，其实时压力与驱动能量(PWM驱动能量定义为占空比乘以驱动电压；直流驱动能量可直接等于驱动电压)成线性关系。

五、测试气泵的寿命。

气泵的寿命反应了气泵的使用时间会次数。

因此为了能对气泵实行多方面综合评测，本实用新型提出一种气泵性能测试装置。

请参阅图1至图3，本实用新型第一实施例提供一种气泵性能测试装置，用于测试被测气泵1的性能，所述气泵性能测试装置包括获取模块2、显示模块3、MCU 4、可调恒压电源5、通道选择继电器6、PWM驱动器7、拾音器8、隔音盒9、压力传感器10、钢瓶11、气管12和放气阀13。

所述获取模块2用于获取待测试的性能参数信号和驱动选择信号，用户通过所述获取模块2选择需测试的性能参数，从而会获取对应的性能参数信号。

其中，所述性能参数包括所述被测气泵的工作噪音、在打气过程中的压力信号噪声、停转压力点、恒速升压线性度及寿命。所述驱动选择信号为驱动所述被测气泵的驱动方式，所述驱动方式包括直流驱动和PWM驱动。

本实施例中，所述获取模块2可以为鼠标器，用户可以在所述鼠标器上选择需要测试所述被测气泵的性能参数，以及用户可以在鼠标器上选择直流驱动或PWM驱动。可以理解的，在其它实施例中，所述获取模块2还可以为键盘或触摸手写屏。

所述显示模块3可以为液晶显示屏，可用于显示处用户已选择的所述性能参数和驱动方式，在测试所述被测气泵的过程中，便于用户了解相关的信息，例如，用户选择的性能参数是工作噪音，用户可以通过液晶显示屏，知道此时在测试所述被测气泵的工作噪音。

本实施例中，所述显示模块3为液晶显示屏，可以理解的，在其它实施例中，所述显示模块3还可以为LED显示屏或3D显示器。

所述可调恒压电源5与所述PWM驱动器7电性连接，所述通道选择继电器6分别与所述可调恒压电源5、所述PWM驱动器7和所述被测气泵1电性连接。

所述拾音器8和所述被测气泵1均设置于所述隔音盒9内，所述拾音器8用于采集所述隔音盒9内的所述被测气泵1的工作噪音。

所述压力传感器10、所述钢瓶11和所述被测气泵1三者之间通过所述气管12以及三通接头连接。

其中，所述压力传感器10用于采集所述被测气泵1内的压力，也可以是采集所述气管12或所述钢瓶11内的压力。因为所述钢瓶11和所述被测气泵1相连通，根据常识也可知道，所述被测气泵1内的气压和所述钢瓶11内的气压相同。

所述放气阀13安装于所述钢瓶11上，且通过所述气管12连接于所述钢瓶11，所述放气阀13用于释放所述钢瓶11内的气体。在测试完所述被测气泵1的性能之后，打开所述钢瓶11上的放气阀13，以使所述钢瓶11内的气体释放出，以便下次测试使用。

本实施例中，所述钢瓶11的容积可为500mL，可以理解的，在其它实施例中，所述钢瓶11的容积还可以为200mL、800mL或1100mL。在实际应用中，可根据实际应用需求，选择不同容积的钢瓶，以使所述气泵性能测试装置实现可多方面测试的功能。

所述MCU 4分别与所述获取模块2、所述显示模块3、所述可调恒压电源5、所述通道选择继电器6、所述PWM驱动器7、拾音器8、所述压力传感器10和所述放气阀13电性连接。

具体实施时，在测试性能的过程中，所述MCU 4用于接收所述获取模块的性能参数信号和驱动选择信号，确定所述被测气泵需要测试的性能参数，以及需要选择的驱动方式(PWM驱动或直流驱动)，之后，根据所述性能参数和所述驱动方式，接收所述拾音器的工作噪音或所述压力传感器10的压力，在选择的所述驱动方式(PWM驱动或直流驱动)下驱动所述被测气泵1，当所述被测气泵1内的压力达到预设条件时，计算出所述性能参数对应的所述被测气泵的性能评估值，同时所述MCU 4控制所述液晶显示屏显示所述被测气泵1需要测试的性能参数、要选择的驱动方式以及所述性能评估值。

其中，所述性能评估值包括噪音信号强度、压力信号强度、停转压力值、线性拟合度和打气周期，可以理解为，测试过程中，所述被测气泵1的工作噪音对应所述噪音信号强度，所述被测气泵1在打气过程中的压力信号噪声对应压力信号强度，所述被测气泵1的停转压力点对应停转压力值，所述被测气泵1的恒速升压线性度对应线性拟合度，所述被测气泵1的寿命对应打气周期。

其中，当选择直流驱动方式时，所述MCU 4会产生直流驱动信号，并发送给所述通道选择继电器6和所述可调恒压电源5，以使所述通道选择继电器6打开直流驱动通道，同时，所述可调恒压电源5产生不同的直流电源，即驱动电压，并通过所述通道选择继电器6驱动所述被测气泵1。

当选择PWM驱动方式时，所述MCU 4会产生PWM驱动信号，并发送给所述可调恒压电源5、所述通道选择继电器6和所述PWM驱动器7，以使所述通道选择继电器6打开PWM驱动通道，同时，所述可调恒压电源5给所述PWM驱动器7提供驱动电压，所述PWM产生占空比信号，以使所述PWM驱动器7将所述驱动电压和占空比信号通过所述通道选择继电器6作用于所述被测气泵1，以驱动所述被测气泵1。

具体实施时，为了更好叙述，在以下具体举例中，均采用直流驱动。

例一，当用户选择测试所述被测气泵的工作噪声时，其具体实施步骤可以如下所述：

步骤一，所述MCU 4通过获取模块2获取到需要测试的性能参数，即测试所述被测气泵1的工作噪声的信号，同时，发送直流驱动信号至所述可调恒压电源5和所述通道选择继电器6，以使所述通道选择继电器6打开直流驱动通道，所述可调恒压电源5产生1.35V的驱动电压(若选择PWM驱动，则驱动电压为4.5V，同时产生占空比为30％的PWN信号)，以驱动所述被测气泵1。同时，所述MCU 4控制所述放气阀13上的感应器关闭所述放气阀13，以使500mL的所述钢瓶11处于密封状态。

步骤二，所述被测气泵1工作后不断向所述钢瓶11打气，所述拾音器8实时采集所述隔音盒9内的所述被测气泵1的工作声音并发送至所述MCU 4，所述压力传感器10将实时检测的所述被测气泵1内的压力发送至所述MCU 4。当所述钢瓶11内的气压为300mmHg时，所述MCU 4记录并计算出所述工作声音中的噪声信号在气压为30mmHg-300mmHg之间的方差，并通过计算方差的方式来获取噪音强度并保存。之后，针对不同型号的气泵，重复上述的步骤一和步骤二，最后将会得到多个方差即噪音强度，来作为性能评估值并保存。当得到的性能评估值最小时，则说明气泵的工作噪音最小，也说明被测气泵的性能相比其他的被测气泵较好。

在PWM驱动方式中，所述MCU会产生PWM驱动信号。其中，所述PWN(Plus widthModulation)是脉冲宽度调制，也是占空比可变的脉冲波形.，所述占空比是所述脉冲波形中的方波高电平时间跟周期的比例，例如1秒高电平1秒低电平的PWM波占空比是50％。

例二，当用户选择测试所述被测气泵1的压力信号噪声时，步骤一与例一中的步骤一相同，步骤二的具体实施可以如下所述：

所述MCU 4实时接收所述压力传感器10采集的压力，并以升压曲线的形式表示所采集到的压力，直至所述钢瓶11内的气压升至300mmHg。同时，所述气泵测试装置将外接一高速滤波器(其截止频率为0.2Hz)，所述高通滤波器于所述MCU 4电性连接。所述高速滤波器对在30mmHg-300mmHg之间的压力信号进行去除基线，以获取到交流信号，所述MCU接收所述交流信号并计算出所述交流信号的方差，以获取压力噪声强度，从而获取性能评估值。

其中，针对不同型号的气泵重复例二中的步骤一和步骤二，以获取对应的性能评估值，将多个性能评估值进行比较，以得出比较结果。同时，所述比较结果可通过显示模块3即液晶显示屏显示出。所得的性能评估值最小，则说明对应被测气泵的性能相比其他的被测气泵较好。

例三，当用户选择测试所述被测气泵1的停转压力点时，其步骤一与例一中的步骤一类似，不同之处在于：例三的步骤一中，所述可调恒压电源5产生的驱动电压优先选为0.675V。对于步骤二，其具体实施如下所示：

所述可调恒压电源5驱动所述被测气泵1，所述被测气泵1一直向所述钢瓶11打气,升压，所述MCU 4接收所述压力传感器的压力，直至所述被测气泵1停转，以及所述钢瓶11内的气压不在升高，所述MCU 4获取此时的停转压力值，以作为性能评估值并保存。

其中，可以对于不同的气泵重复例三中的步骤，以获取相对应的性能评估值，将所述多个性能评估值进行比较得出比较结果，并将所述比较结果通过液晶显示屏显示，停转压力点越高，说明所述气泵的性能越好。

本实施例的例三中，产生的驱动电压为0.675V，可以理解的，在其它实施例中，产生的驱动电压还可以为其它值，具体选择可根据实际应用需求设定。

例四，当用户选择测试所述被测气泵1的恒速升压线性度时，具体步骤可以如下所述：

步骤一，所述MCU 4通过获取模块2获取到需要测试的恒压线性度，并发送直流驱动信号至所述可调恒压电源5和所述通道选择继电器6，以使所述通道选择继电器6打开相应的直流驱动通道，所述可调恒压电源5产生多个不同的驱动电压，分别为为0.6V、0.8V、1.2V、1.4V、1.6V、1.8V、2.0V、2.2V、2.4V、2.6V，根据这些驱动电压获取相对应的驱动能量，即E0，E1......E9，同时驱动所述被测气泵1工作；同时，所述MCU 4控制所述放气阀13上的感应器关闭所述放气阀13，以使500mL的所述钢瓶11处于密封状态。

步骤二，所述MCU 4接收所述压力传感器10实时采取的压力，直到所述钢瓶11内的气压不在上升或气压大于350mmHg，并4控制所述可调恒压电源5和所述通道选择继电器6停止工作，以使所述被测气泵1停止工作。因为在每种驱动电压下会产生一条升压曲线，所以所述MCU 4将会得到十条升压曲线，根据所述升压曲线，计算每条所述升压曲线在某一恒定升压速度S(如6mmHg/s)时对应的当前压力P，因此可得到10条曲线对应的压力为P0、P1。。。P9，从而求得(P0，E0)、(P1，E1)、、、(P9，E9)10个点，并根据最小二乘法线性拟合，以求出线性拟合度作为性能评估值。

其中，可以对于不同的气泵重复例四中的步骤一和步骤二，以获取相对应的性能评估值，将所述多个性能评估值进行比较得出比较结果，并将所述比较结果通过液晶显示屏显示，线性拟合度越接近1，说明所述气泵的性能越好。

例五，当用户选择测试所述被测气泵的寿命时，其具体实施步骤可以如下所述：

步骤一，与例一的步骤一类似，不同之处在于，例五的步骤一中，驱动电压优先选为1.35V。

步骤二，所述MCU 4接收所述压力传感器10的压力，所述被测气泵向所述钢瓶打气，直至所述钢瓶内的气压为300mmHg，所述MCU 4控制所述可调恒压电源5和所述通道选择继电器6停止工作，以使所述被测气泵1停止工作，此时计算一次打气使用时间。

步骤三，之后，对同一气泵重复步骤一和步骤二，直到所述被测气泵损坏，所述MCU4统计打气次数，从而计算所述被测气泵的周期以作为性能评估值。

其中，可以对于不同的气泵重复例五中的步骤，以获取相对应的性能评估值，将所述多个性能评估值进行比较得出比较结果，并将所述比较结果通过液晶显示屏显示，打气次数最多，说明所述气泵的性能越好。

综上，本实施例中的气泵性能测试装置，该气泵性能测试装置通过设置拾音器便于采集所述被测气泵的工作噪音，压力传感器备便于采集所述被测气泵内的压力，在测试过程中，所述获取模块获取到用户需要测试的性能参数，以获取所述被测气泵测试的性能，以及根据驱动选择信号实现选择PWM驱动或直流驱动，同时，所述MCU根据所述工作噪音或所述压力，同时结合所述性能参数和所述驱动选择信号，在不同测试条件下，实现对所述被测气泵的性能测试，并获取相对应的性能评估值；该气泵性能测试装置结构简单，易实现，具有系统化以及能全面有效对气泵性能进行测试评估的功能。

请参阅图4，本实用新型第二实施例提供的气泵性能测试装置，与第一实施例中的气泵性能测试装置大抵相同，其特别之处在于：本实施例中的气泵性能测试装置还包括一语音播放器14，语音播放器14与所述MCU 3电性连接。

所述语音播放器14用于将待检测的性能参数、所述待检测参数对应的性能评估值以及所述气泵的性能好坏以语音形式通知用户，便于用户了解情况。

该气泵性能测试装置增设的语音播放器，便于测试人员实时了解测试情况。该气泵性能装置结构简单，易实现，且具有系统化以及能全面有效对气泵性能进行测试评估的功能。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种气泵性能测试装置，用于测试被测气泵的性能，其特征在于，包括拾音器、压力传感器、获取模块、驱动选择模块及MCU，其中；

所述被测气泵和所述拾音器均安装至一隔音盒内，所述拾音器用于采集所述隔音盒内的所述被测气泵的工作噪音；

所述压力传感器与所述被测气泵电性连接，用于采集所述被测气泵内的压力；

所述获取模块用于获取待测试的性能参数信号和驱动选择信号；

所述驱动选择模块与所述被测气泵电性连接，用于选择PWM驱动或直流驱动以驱动所述被测气泵；

所述MCU分别与所述拾音器、所述压力传感器、所述获取模块及所述驱动选择模块电性连接，所述MCU用于根据所述驱动选择信号信号，控制所述驱动选择模块选择PWM驱动或直流驱动，以驱动所述被测气泵，并在接收所述性能参数信号后，当所述被测气泵内的压力达到预设条件时，根据接收的所述工作噪音或所述压力，计算出所述性能参数信号对应的所述被测气泵的性能评估值。

2.根据权利要求1所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述驱动选择模块包括PWM驱动器、可调恒压电源及通道选择继电器；

所述PWM驱动器与所述可调恒压电源电性连接，所述通道选择继电器分别与所述可调恒压电源、所述PWM驱动器及所述被测气泵电性连接；

所述MCU分别与所述PWM驱动器、所述可调恒压电源和所述通道选择继电器电性连接，所述MCU用于根据所述驱动选择信号，控制所述通道选择继电器选择PWM驱动通道或直流驱动通道，以使所述可调恒压电源或所述PWM驱动器通过所述通道选择继电器驱动所述被测气泵。

3.根据权利要求1所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述获取模块包括键盘和鼠标器。

4.根据权利要求1所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述气泵性能测试装置还包括显示模块，所述显示模块与所述MCU电性连接，所述显示模块用于显示所述性能参数信号对应的性能参数、所述驱动选择信号对应的驱动方式及所述性能评估值。

5.根据权利要求1所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述气泵性能测试装置还包括语音播放器，所述语音播放器与所述MCU电性连接。

6.根据权利要求1所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述被测气泵连接一用于存储气体的钢瓶，所述钢瓶上设有一放气阀，所述放气阀与所述MCU电性连接，所述放气阀用于释放所述钢瓶内的气体。

7.根据权利要求6所述的气泵性能测试装置，其特征在于，所述钢瓶、所述被测气泵与所述压力传感器通过气管连接。