CN207591064U - 呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机。其中，呼吸频率监测装置包括：呼吸监测模块和电路处理模块，电路处理模块包括：信号预处理模块、中央控制模块和电源供给模块；其中，呼吸监测模块，用于根据用户吸气或呼气产生的气流输出呼吸电信号；信号预处理模块，与呼吸监测模块电连接，用于对呼吸监测模块输出的呼吸电信号进行预处理；中央控制模块，与信号预处理模块电连接，用于根据信号预处理模块预处理后的呼吸电信号，分析计算用户在第一预设时间间隔内的呼吸频率；电源供给模块，与中央控制模块电连接，用于提供电能。本实用新型提供的呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机能够灵敏准确地监测用户的呼吸频率。

Description

呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机。

背景技术

目前，在医院治疗的重病病人中，很大一部分病人因疾病本身的原因存在窒息的风险，特别是在夜间发生这样的事件后，往往不能被病人家属及医护人员及时发现，错过了最佳的抢救时机。

即使在特护病房，由于人员及精力等相关因素，特护病人的护士巡视病人的时间间隔也至少在15分钟以上，而家属虽然在床旁看护，但由于缺少专业知识，常常错误的把呼吸和心跳暂停误以为是睡着了。而人脑的缺血缺氧耐受能力极差，超过5分钟就会形成缺血缺氧性脑疾病，即使病人被发现后成功地完成了心肺复苏，脑复苏也是很困难的，导致很多呼吸骤停的病人，虽然心肺复苏成功但因缺血缺氧性脑疾病致残成为植物人，造成医疗资源的浪费和病人家属的痛苦。

目前，在市面上虽然存在许多具有监测呼吸功能的呼吸机设备或吸氧设备，但是，这些设备大多价格昂贵，大部分医院仅有少量设备，因此，不能满足病人的需要，并且现有的这些设备大多结构及操作复杂、灵敏度及准确性低，给医生和/或监护人等相关人员的使用带来了极大的不便。

因此，现有技术中缺少一种成本低廉，操作简单，并且还能够灵敏准确地监测出用户的呼吸频率的监测装置、系统、呼吸机及吸氧机。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机，用于解决现有技术中设备无法灵敏、准确地监测出用户的呼吸频率的问题。

本实用新型提供了一种呼吸频率监测装置，包括：呼吸监测模块和电路处理模块，电路处理模块包括：信号预处理模块、中央控制模块和电源供给模块；其中，

呼吸监测模块，用于根据用户吸气或呼气产生的气流输出呼吸电信号；

信号预处理模块，与呼吸监测模块电连接，用于对呼吸监测模块输出的呼吸电信号进行预处理；

中央控制模块，与信号预处理模块电连接，用于根据信号预处理模块预处理后的呼吸电信号，分析计算用户在第一预设时间间隔内的呼吸频率；

电源供给模块，与中央控制模块电连接，用于提供电能。

本实用新型还提供了一种呼吸频率监测系统，包括：上述呼吸频率监测装置以及终端设备；其中，

终端设备，与呼吸频率监测装置以有线通信或无线通信的方式相连，用于存储并显示呼吸频率监测装置分析计算得到的呼吸频率，和/或发送用于控制呼吸频率监测装置的控制指令。

本实用新型还提供了一种呼吸频率监测系统，包括：上述呼吸频率监测装置以及大数据库服务平台；其中，

大数据库服务平台，与呼吸频率监测装置以有线通信或无线通信的方式相连，用于接收并存储呼吸频率监测装置分析计算得到的呼吸频率，将接收到的呼吸频率与大数据库服务平台中的呼吸频率进行分析对比，得到用户分析信息，并将用户分析信息发送至呼吸频率监测装置。

本实用新型还提供了一种呼吸机，包括：上述呼吸频率监测装置或上述两个呼吸频率监测系统中的任一个，以及呼吸机主体、气流管道和面罩；其中，呼吸监测模块，设置于气流管道和/或面罩中；

电路处理模块，设置于呼吸机主体中；或者呼吸机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连。

本实用新型还提供了一种吸氧机，包括：上述呼吸频率监测装置或上述两个呼吸频率监测系统中的任一个，以及吸氧机主体、气流管道和面罩；其中，呼吸监测模块，设置于气流管道和/或面罩中；

电路处理模块，设置于吸氧机主体中；或者吸氧机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连。

本实用新型提供的呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机，通过呼吸监测模块监测用户的吸气或呼气产生的气流，能够灵敏、准确地对用户的呼吸频率进行监测。另外，本实用新型提供的呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机不仅灵敏度及准确率高，降低了因误报带来的麻烦，同时还具有结构及制作工艺简单、成本低廉，适合大规模工业生产的优点。

附图说明

图1a为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一的功能结构框图；

图1b为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的信号预处理模块的功能结构框图；

图2a为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例一的立体结构示意图；

图2b为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例一的剖面结构示意图；

图2c为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例二的结构示意图；

图2d为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例三的结构示意图；

图2e为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例四的结构示意图；

图2f为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例五的结构示意图；

图2g为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例六的结构示意图；

图2h为本实用新型提供的回弹环的结构示意图；

图2i为应用图2h所示的本实用新型提供的回弹环的气动传感器示例七的结构示意图；

图2j为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例二的功能结构框图；

图4为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例三的功能结构框图；

图5为应用图4所示的本实用新型提供的呼吸频率监测装置的呼吸频率监测系统的一功能结构框图；

图6为应用图4所示的本实用新型提供的呼吸频率监测装置的呼吸频率监测系统的另一功能结构框图；

图7为本实用新型提供的呼吸机实施例一的结构示意图；

图8为本实用新型提供的呼吸机实施例二的结构示意图；

图9为本实用新型提供的吸氧机实施例一的结构示意图；

图10为本实用新型提供的吸氧机实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。

图1a为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一的功能结构框图。如图1a所示，该呼吸频率监测装置包括：呼吸监测模块110和电路处理模块120，电路处理模块120包括：信号预处理模块121、中央控制模块122和电源供给模块123；其中，呼吸监测模块110，用于根据用户吸气或呼气产生的气流输出呼吸电信号；信号预处理模块121，与呼吸监测模块110电连接，用于对呼吸监测模块110输出的呼吸电信号进行预处理；中央控制模块122，与信号预处理模块121电连接，用于根据信号预处理模块121预处理后的呼吸电信号，分析计算用户的呼吸频率；电源供给模块123，与中央控制模块122电连接，用于提供电能。

可选地，呼吸监测模块包括：至少一个气动传感器，用于将用户吸气或呼气产生的气流作用在至少一个气动传感器上的压力转换为呼吸电信号输出。

在本实用新型实施例中，呼吸监测模块可以包括一个气动传感器，也可以包括多个气动传感器。呼吸监测模块包括一个气动传感器的优点在于结构简单，易于实现，使呼吸频率监测装置在结构上更具简便性；呼吸监测模块包括多个气动传感器的优点在于能够使呼吸频率监测装置更加灵敏、监测结果更加准确。

另外，信号预处理模块的数量可以为一个，也可以为多个，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。但是，应当注意的是，信号预处理模块的数量应与呼吸监测模块中的气动传感器的数量相同，从而使信号预处理模块可与呼吸监测模块中的气动传感器一一对应电连接。

具体地，若呼吸监测模块包括一个气动传感器，则信号预处理模块的数量也只有一个，且该信号预处理模块分别与该气动传感器和中央控制模块电连接；若呼吸监测模块包括多个气动传感器，则信号预处理模块的数量与多个气动传感器的数量相同，也为多个，且该多个信号预处理模块分别与该多个气动传感器一一对应电连接，同时，该多个信号预处理模块还分别与中央控制模块电连接，例如：若呼吸监测模块包括2个气动传感器，则信号预处理模块的数量与2个气动传感器的数量相同，也为2个，且该2个信号预处理模块的输入端分别与该2个气动传感器的输出端一一对应电连接，同时，该2个信号预处理模块的输出端分别与中央控制模块的不同的信号输入端一一对应电连接。

其中，至少一个气动传感器为摩擦发电式气动传感器和/或压电发电式气动传感器。也就是说，至少一个气动传感器可为采用摩擦发电机和/或压电发电机制作而成的气动传感器，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，此处不作限定。

进一步地，呼吸监测模块中的至少一个气动传感器可对由用户吸气或呼气产生的气流作用在其上的压力转换得到的呼吸电信号进行区分。具体地，至少一个气动传感器进一步用于：将用户吸气产生的气流作用在气动传感器上的压力转换为正向呼吸电信号输出；将用户呼气产生的气流作用在气动传感器上的压力转换为负向呼吸电信号输出。在这种情况下，信号预处理模块进一步用于：对至少一个气动传感器输出的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号进行预处理；中央控制模块内部设置有计时器和计数器；中央控制模块进一步用于：在接收到信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号时，启动计时器进行计时；在接收到信号预处理模块预处理后的负向呼吸电信号时，停止计时，得到计时时间，并启动计数器进行计数，得到用户呼吸次数。

进一步地，如图1b所示，信号预处理模块121可包括：整流模块1211、滤波模块1212、放大模块1213和模数转换模块1214。其中，整流模块1211与呼吸监测模块中的气动传感器电连接，用于对气动传感器输出的呼吸电信号进行整流处理；滤波模块1212与整流模块1211电连接，用于对经整流处理后的呼吸电信号进行滤波处理，滤除干扰杂波；放大模块1213与滤波模块1212电连接，用于对经滤波处理后的呼吸电信号进行放大处理；模数转换模块1214与放大模块1213电连接，用于将放大模块1213输出的模拟呼吸电信号转换为数字呼吸电信号，并将转换后的数字呼吸电信号输出至中央控制模块122。应当注意的是，上述模块(即整流模块1211、滤波模块1212、放大模块1213和模数转换模块1214)可以根据本领域技术人员的需求进行选择，此处不作限定。例如，呼吸监测模块110中的至少一个气动传感器输出的呼吸电信号无需进行整流处理，则可以省去整流模块1211。

为了便于理解，下面以示例一至示例七对本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器进行详细介绍。其中，示例一至示例七为摩擦发电式气动传感器。

示例一

图2a和图2b分别为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例一的立体结构示意图和剖面结构示意图。如图2a和2b所示，该气动传感器包括：外壳211、振膜组件212和电极组件213。其中，外壳211的内部形成有容置腔室，外壳211的侧壁上形成有进气口2111，底壁上形成有至少一个出气口2112，且进气口2111和出气口2112分别与容置腔室相连通，以形成气流通路，使得用户吸气或呼气产生的气流在该气流通路中通过；振膜组件212的两端固定设置在外壳211内部的容置腔室中，且分别与电极组件213和外壳211的底壁之间形成有振动间隙，在容置腔室内部的气流的带动下，振膜组件212在电极组件213和外壳211的底壁之间往复振动；电极组件213为该气动传感器的信号输出端，位于外壳211内部的容置腔室中，与振膜组件212相对设置，往复振动的振膜组件212与电极组件213和/或外壳211的底壁相互摩擦可产生呼吸电信号，并由电极组件213输出。

其中，振膜组件212为柔性组件，形状优选为长条形，长条形的振膜组件212位于外壳211内部的容置腔室中，且两端固定设置。具体地，外壳211内部的容置腔室中设置有振膜环2113、第一垫圈2114和第二垫圈2115。其中，振膜环2113呈环形，振膜组件212的两端分别固定设置在振膜环2113上，且振膜组件212的侧边与振膜环2113之间形成有气流通道，在容置腔室内部的气流的带动下，位于振膜环2113上的振膜组件212可在电极组件213和外壳211的底壁之间往复振动。第一垫圈2114为带缺口的环形，位于振膜环2113与电极组件213之间，以使振膜组件212与电极组件213之间形成振动间隙；第二垫圈2115也为带缺口的环形，位于振膜环2113与外壳211的底壁之间，以使振膜组件212与外壳211的底壁之间形成振动间隙。

可选地，该气动传感器还可包括摩擦薄膜组件，摩擦薄膜组件设置在电极组件213的下表面，振膜组件212分别与摩擦薄膜组件和外壳211的底壁之间形成有振动间隙，在容置腔室内部的气流的带动下，振膜组件212在摩擦薄膜组件和外壳211的底壁之间往复振动，以与摩擦薄膜组件和/或外壳211的底壁接触摩擦产生呼吸电信号。

示例二

图2c为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例二的结构示意图。如图2c所示，该气动传感器包括：屏蔽壳221、在屏蔽壳221的部分或全部内侧表面设置的绝缘层222、及至少一个传感单元。其中，屏蔽壳221上开设有至少两个通气口2211，用户吸气或呼气产生的气流在至少两个通气口2211之间通过；具体地，在屏蔽壳221的左右两侧中间各开设有一个通气口2211，气流可以从其中一个通气口2211进入，从另一个通气口2211流出。传感单元包括：至少一层固定层和一层自由层；至少一层固定层固设在屏蔽壳221上；自由层具有固定部和摩擦部；自由层的固定部与至少一层固定层或屏蔽壳221固定连接；自由层通过摩擦部与至少一层固定层和/或屏蔽壳221摩擦。至少一层固定层为气动传感器的信号输出端，或者，至少一层固定层和屏蔽壳221为气动传感器的信号输出端。

其中，图2c仅示意性地示出了气动传感器实施例二包括一个传感单元的结构示意图，该传感单元包括：一层固定层和一层自由层2231。此时，气流的进气方向平行于气动传感器中固定层所在平面。具体地，固定层固设在屏蔽壳221内侧的下方。固定层为一侧表面镀有电极2232的高分子聚合物绝缘层2233，绝缘层222设置在高分子聚合物绝缘层2233镀有电极2232的一侧表面与屏蔽壳221内侧表面之间。自由层2231的固定部通过垫片2234与高分子聚合物绝缘层2233固定连接，自由层2231通过摩擦部与高分子聚合物绝缘层2233没镀电极2232的一侧表面和/或屏蔽壳221未设置绝缘层的一侧表面摩擦，电极2232和屏蔽壳221为气动传感器的信号输出端。

示例三

图2d为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例三的结构示意图。如图2d所示，该气动传感器包括：壳体231、和依次设置在壳体231内部的第一高分子薄膜233、支撑结构234以及电极232。其中，支撑结构234设置在电极232外侧，第一高分子薄膜233套设在电极232以及支撑结构234的外部。其中，壳体231为空心结构，内部套装有电极232以及第一高分子薄膜233。壳体231、电极232以及第一高分子薄膜233的中轴线位于同一条直线上，并且三者的表面都相互分离。在材质上，壳体231可以为金属外壳，也可以为非金属的绝缘外壳。在结构上，壳体231进一步包括相对设置的第一端面2311和第二端面2312。其中，第一端面2311上开设有用于供气流流入的至少一个进气孔，第二端面2312上开设有用于供气流流出的至少一个出气孔。具体地，第一端面2311和第二端面2312中的至少一个端面可以一体化设置在壳体231上，以此来更好地保护气动传感器的内部结构；或者，第一端面2311和第二端面2312中的至少一个端面也可以以可拆卸的方式设置在壳体231上，以此来方便用户对壳体231的更换和拆卸等。

电极232设置在壳体231的内部，沿壳体231的中心轴线方向设置，其表面可以设置为金属电极层，也可以设置为非金属电极层。其中，电极232的内部既可以为实心结构，也可以为空心结构。优选地，电极232的内部为空心结构，以便于在电极232和第一高分子薄膜233之间形成气流通道的同时，和/或电极232内部形成气流通道，同时，空心结构的电极232重量更小，从而使气动传感器的整体更加轻便；更优选地，在电极232上进一步设置有内外相通的通孔，以便增加气流通道内的气流大小，提升摩擦效果。第一高分子薄膜233为套设在电极232外部的筒状薄膜，且第一高分子薄膜233的形状和电极232的形状相匹配。第一高分子薄膜233上进一步开设有至少一个振膜，当气流进入上述进气孔时，气流通过上述气流通道带动振膜振动。其中，每个振膜具有与第一高分子薄膜233连接一体的固定端以及能够在气流的带动下与电极232相互摩擦的自由端。其中，每个振膜的固定端设置在靠近进气孔的一侧，每个振膜的自由端设置在靠近出气孔的一侧，这种设置方式用于保证当气流从进气孔吹入时，气流从每个振膜的固定端的方向吹入，从而可以实现较好的摩擦效果(发明人在实验中发现，当气流从振膜固定端的方向吹入时，振膜自由端的起振效果以及摩擦效果都较佳)。并且，电极232作为气动传感器的信号输出端。

具体地，为了防止第一高分子薄膜233的中部与电极232相互接触从而无法有效分离，在电极232与第一高分子薄膜233之间进一步设置有：至少一个支撑结构234，支撑结构234用于在电极232和第一高分子薄膜233之间形成间隙，使第一高分子薄膜233上的振膜的自由端和电极232接触分离。其中，支撑结构234的厚度优选在0.01-2.0mm之间。在未有气流流入情况下，第一高分子薄膜233上的振膜与电极232的表面未产生摩擦，未有感应电荷产生；当气流从第一端面2311上的进气孔流入时，气流产生的涡流使上述振膜的自由端产生振动，振动的自由端与电极232的表面产生相应频率的接触分离，即振膜与电极232的表面产生摩擦，进而在电极232上产生感应电荷。其中，电极232作为气动传感器的信号输出端，电极232上设置有与该电极相连的导线，则电极232表面的感应电荷被作为感应电信号通过上述导线输出。其中，电极232可以与外电路中的接地点共同形成电流回路，从而以单电极方式实现电信号输出。

由此可见，本实用新型提供的气动传感器制作工艺简单，制作成本低廉。并且，本实用新型提供的气动传感器通过在第一高分子薄膜上进一步设置振膜的方式，充分利用了振膜自由端的惯性作用，增加了摩擦发电的摩擦效果，提升了信号灵敏度。

示例四

图2e为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例四的结构示意图。如图2e所示，该气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环241、环形摩擦组件和第二电极环243，其中，在本示例中环形摩擦组件包括：第一高分子聚合物绝缘环242；其中，第一电极环241与第一高分子聚合物绝缘环242相对的两个表面和/或第一高分子聚合物绝缘环242与第二电极环243相对的两个表面构成摩擦界面。

在本示例中，第一电极环241、第一高分子聚合物绝缘环242和第二电极环243层叠设置所构成的管状结构用以形成流体通道244。当流体通过流体通道244时，因流体作用该气动传感器上，第一电极环241与第一高分子聚合物绝缘环242相对的两个表面和/或第一高分子聚合物绝缘环242与第二电极环243相对的两个表面接触摩擦，并在第一电极环241和第二电极环243处感应出电荷，第一电极环241和/或第二电极环243为气动传感器的电信号输出端。

下面简单介绍一下气动传感器的工作原理：当流体通过流体通道244时，流体作用于该气动传感器上，从而使第一电极环241与第一高分子聚合物绝缘环242相对的两个表面和/或第一高分子聚合物绝缘环242与第二电极环243相对的两个表面接触摩擦并在第一电极环241和第二电极环243处感应出电荷，其中，在第一电极环241和第二电极环243处输出的电信号的大小与流体作用在该气动传感器上的压力大小呈近似线性关系，而流体作用在该气动传感器上的压力大小又反映出流体的流量大小(流体作用在该气动传感器上的压力大小与流体的流量大小呈近似线性关系)，也就是说，在第一电极环241和第二电极环243处输出的电信号的大小与流体的流量大小呈近似线性关系，即流体的流量越大，作用在该气动传感器上的压力越大，从而使在第一电极环241和第二电极环243处输出的电信号越大。

示例五

图2f为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例五的结构示意图。如图2f所示，该气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环251、环形摩擦组件和第二电极环254；在本示例中环形摩擦组件包括：第一高分子聚合物绝缘环252和第二高分子聚合物绝缘环253，第一电极环251与第一高分子聚合物绝缘环252相对的两个表面和/或第一高分子聚合物绝缘环252与第二高分子聚合物绝缘环253相对的两个表面和/或第二高分子聚合物绝缘环253与第二电极环254相对的两个表面构成摩擦界面。

在本示例中，第一电极环251、第一高分子聚合物绝缘环252、第二高分子聚合物绝缘环253和第二电极环254层叠设置所构成的管状结构用以形成流体通道255。当流体通过流体通道255时，在流体作用下，第一电极环251与第一高分子聚合物绝缘环252相对的两个表面和/或第一高分子聚合物绝缘环252与第二高分子聚合物绝缘环253相对的两个表面和/或第二高分子聚合物绝缘环253与第二电极环254相对的两个表面接触摩擦，并在第一电极环251和第二电极环254处感应出电荷，第一电极环251和/或第二电极环254为气动传感器的电信号输出端。

在本示例中，气动传感器的工作原理与图2e所示示例中气动传感器的工作原理类似，这里不再赘述。

示例六

图2g为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一中的气动传感器示例六的结构示意图。如图2g所示，该气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环261、环形摩擦组件和第二电极环265；在本示例中环形摩擦组件包括：第一高分子聚合物绝缘环262、居间薄膜环263、第二高分子聚合物绝缘环264，第一电极环261与第一高分子聚合物绝缘环262相对的两个表面和/或第一高分子聚合物缘环262与居间薄膜环263相对的两个表面和/或居间薄膜环263与第二高分子聚合物缘环264相对的两个表面和/或第二高分子聚合物绝缘环264与第二电极环265相对的两个表面构成摩擦界面。

在本示例中，第一电极环261、第一高分子聚合物绝缘环262、居间薄膜环263、第二高分子聚合物绝缘环264和第二电极环265层叠设置所构成的管状结构用以形成流体通道266。当流体通过流体通道266时，第一电极环261与第一高分子聚合物绝缘环262相对的两个表面和/或第一高分子聚合物缘环262与居间薄膜环263相对的两个表面和/或居间薄膜环263与第二高分子聚合物缘环264相对的两个表面和/或第二高分子聚合物绝缘环264与第二电极环265相对的两个表面接触摩擦，并在第一电极环261和第二电极环265处感应出电荷，第一电极环261和/或第二电极环265为气动传感器的电信号输出端。

在本示例中，气动传感器的工作原理与图2e所示示例中气动传感器的工作原理类似，这里不再赘述。

上述示例四至示例六中气动传感器的第一电极环、第二电极环可以分别通过第一引线、第二引线引出(图中未示出)，这种设置有助于后续对气动传感器产生的电信号进行处理，当然，本领域技术人员也可以不使用引线，此处不做限定。

在本实用新型一种优选示例中，该气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环、环形摩擦组件和第二电极环；在本示例中，环形摩擦组件包括：第一高分子聚合物绝缘环、居间电极环、第二高分子聚合物绝缘环；第一电极环与第一高分子聚合物绝缘环相对的两个表面和/或第一高分子聚合物缘环与居间电极环相对的两个表面和/或居间电极环与第二高分子聚合物缘环相对的两个表面和/或第二高分子聚合物绝缘环与第二电极环相对的两个表面构成摩擦界面，当流体通过流体通道时，在第一电极环、居间电极环和第二电极环处感应出电荷，第一电极环和/或居间电极环和/或第二电极环为气动传感器的电信号输出端。

应当理解的是本优选示例中气动传感器是将图2g所示示例中的居间薄膜环替换为居间电极环，除了当流体通过流体通道时，在第一电极环、居间电极环和第二电极环处感应出电荷，第一电极环和/或居间电极环和/或第二电极环为气动传感器的电信号输出端这一不同之处外，其具体实施方式和工作原理与图2g所示示例类似，这里不再赘述。

在本优选示例中气动传感器的第一电极环、第二电极环和居间电极环可以分别通过第一引线、第二引线和第三引线引出(图中未示出)，这种设置有助于后续对气动传感器产生的电信号进行处理，当然，本领域技术人员也可以不使用引线，此处不做限定。

在上述示例四至示例六中，为了进一步增加摩擦发电的效果，在构成摩擦界面的两个相对表面中的至少一个表面上设有微纳结构(图中未示出)，从而使在第一电极环和/或居间电极环和/或第二电极环上感应出更多的电荷。

上述示例四至示例六中的第一电极环和/或环形摩擦组件和/或第二电极环包含具有回弹效应的回弹环，其中，回弹环包括：固定环和设置在固定环上的回弹网。

具体地，为了增强摩擦发电的效果，上述示例四至示例六中的第一电极环和/或第一高分子聚合物绝缘环和/或居间薄膜环和/或居间电极环和/或第二高分子聚合物绝缘环和/或第二电极环可以为具有回弹效应的回弹环，其中，回弹环270包括：固定环271和设置在固定环上的回弹网272，如图2h所示。

在上述示例四至示例六中，第一电极环为具有回弹效应的第一电极回弹环，其中，第一电极回弹环的回弹网的材料与第一电极环的材料相同。

在上述示例四至示例六中，第二电极环为具有回弹效应的第二电极回弹环，其中，第二电极回弹环的回弹网的材料与第二电极环的材料相同。

在上述示例四至示例六中，第一高分子聚合物绝缘环为具有回弹效应的第一高分子聚合物回弹环，其中，第一高分子聚合物回弹环的回弹网的材料与第一高分子聚合物绝缘环的材料相同。

在上述示例五至示例六中，第二高分子聚合物绝缘环为第二高分子聚合物回弹环，其中，第二高分子聚合物回弹环的回弹网的材料与第二高分子聚合物绝缘环的材料相同。

在上述示例六中，居间薄膜环为高分子聚合物回弹环，其中，居间薄膜回弹环的回弹网的材料与居间薄膜环的材料相同。

优选地，居间电极环为电极回弹环，其中，电极回弹环的回弹网的材料与居间电极环的材料相同。

在本实用新型示例中，回弹网的回弹效果不仅与回弹网的材料相关，还与回弹网本身的网状结构相关，网状结构本身就具有一定的弹性，此外，网状结构的疏密也会影响回弹效果。

示例七

图2i为应用图2h所示的本实用新型提供的回弹环的气动传感器示例七的结构示意图。如图2i所示，该气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环281、第一高分子聚合物回弹环282和第二电极环283；其中，第一电极环281与第一高分子聚合物回弹环282相对的两个表面和/或第一高分子聚合物回弹环282与第二电极环283相对的两个表面构成摩擦界面。在本示例中，第一电极环281、第一高分子聚合物回弹环282和第二电极环283层叠设置所构成的管状结构用以形成流体通道284。当流体通过流体通道284时，第一高分子聚合物回弹环282因流体作用分别与第一电极环281和/或第二电极环283摩擦，并在第一电极环281和第二电极环283处感应出电荷，第一电极环281和/或第二电极环283为气动传感器的电信号输出端。

在本示例中，气动传感器的工作原理与图2e所示示例中气动传感器的工作原理类似，这里不再赘述。

以此类推，其它采用回弹环的气动传感器的具体结构，此处不再赘述。

在上述示例四至示例七中，为了增强构成摩擦界面的两个表面之间的接触摩擦效果，气动传感器还可以包括：至少一个垫圈，至少一个垫圈设置在构成摩擦界面的两个表面之间，且两个表面未与垫圈相接触的部分之间形成接触分离空间。但是所设置的垫圈不能影响构成摩擦界面的两个表面之间的接触摩擦，因此，所设置的垫圈的表面积小于构成摩擦界面的两个表面的表面积，从而使得构成摩擦界面的两个表面未与垫圈相接触的部分之间形成接触分离空间，本领域技术人员可以根据需要设置垫圈的表面积的大小，此处不做限定。

在上述示例四至示例七中，为了更好地保护气动传感器，减少外界对气动传感器的干扰，例如电磁干扰和水气等外界因素对气动传感器的正常工作而产生的影响，气动传感器还可包括：由内向外依次设置的用于包覆第一电极环、环形摩擦组件和第二电极环并且暴露出流体通道的屏蔽组件和封装组件。也就是说，屏蔽组件和封装组件是沿着第一电极环、环形摩擦组件和第二电极环所构成的环状体结构进行包覆的，在包覆过程中，暴露出了供流体通过的流体通道291，如图2j所示，从而在流体通过气动传感器时，构成摩擦界面的两个表面之间相互摩擦，以在第一电极环和第二电极环处感应出电荷。

为了增强流体作用于气动传感器上的振动，该气动传感器还可包括：至少一个振动组件292，其可设置在包覆有封装组件的气动传感器的内壁上，其中，至少一个振动组件在流体的作用下振动，用于增强流体作用于气动传感器上的振动，如图2j所示。

其中，示例一中气动传感器的电极组件、示例二和实例三中气动传感器的电极、示例四至示例七中气动传感器的第一电极环、第二电极环和居间电极环的材料可选自铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金。

应当理解的是，当用户呼吸产生的气流作用在上述示例一至示例七中的至少一个气动传感器上时，示例一至示例七中的电极输出的电信号即为本实用新型中提到的呼吸电信号。具体地，当用户吸气产生的气流作用在上述示例一至示例七中的气动传感器上时，示例一至示例七中的电极输出的电信号即为本实用新型中提到的正向呼吸电信号；当用户呼气产生的气流作用在上述示例一至示例七中的气动传感器上时，示例一至示例七中的电极输出的电信号即为本实用新型中提到的负向呼吸电信号。

图3为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例二的功能结构框图。如图3所示，实施例二的呼吸频率监测装置与实施例一的呼吸频率监测装置的区别在于：电路处理模块120除了包括：信号预处理模块121、中央控制模块122和电源供给模块123，还包括无线收发模块124和交互功能模块125。其中，无线收发模块124与中央控制模块122电连接，用于将中央控制模块122分析计算得到的呼吸频率以无线通信的方式发送至预设接收设备，以便医生和/或监护人员在预设接收设备上查看，其中，预设接收设备可以为终端设备和/或大数据库服务平台；交互功能模块125与中央控制模块122电连接，用于向中央控制模块122发送用户交互指令；其中，用户交互指令包括以下中的至少一项：开启指令、关闭指令以及用户信息初始化指令。

具体地，开启或关闭指令用于控制中央控制模块122的开启或者关闭，以此来控制监测过程的开启或者关闭；用户信息初始化指令用于将已监测到的呼吸频率进行清零或者建立新的呼吸频率监测数据，例如，呼吸监测时间、呼吸监测频率、用户相关信息。另外，通过交互功能模块125还可以预先设置用户的标识信息，以便于对同一用户进行持续监测。其它描述均可参照实施例一中的描述，此处不再赘述。

图4为本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例三的功能结构框图。如图4所示，实施例三的呼吸频率监测装置与实施例二的呼吸频率监测装置的区别在于：电路处理模块还包括：显示模块126和报警模块127。其中，显示模块126与中央控制模块122电连接，用于显示中央控制模块122得到的呼吸频率；中央控制模块122进一步用于：判断分析计算所得到的呼吸频率是否符合预设呼吸频率范围，并根据判断结果输出报警控制信号；报警模块127与中央控制模块122电连接，用于根据中央控制模块122输出的报警控制信号进行报警提示。其中，预设呼吸频率范围合理地表明了正常呼吸频率的范围值，大于或者小于预设呼吸频率范围都表明用户的呼吸异常，大于该预设呼吸频率范围，表明用户呼吸急促；小于该预设频率范围，表明用户呼吸缓慢。具体地，中央控制模块122判断出分析计算得到的呼吸频率不符合预设呼吸频率范围时，发出报警控制信号，报警模块127根据该报警控制信号进行报警提示，以提示用户呼吸异常。其它描述均可参照实施例二中的描述，此处不再赘述。

应当理解的是，实施例二和实施例三中的无线收发模块124、交互功能模块125、显示模块126和报警模块127可以根据本领域技术人员的设计进行选择，此处不作限定。例如，如果不需要与预设接收设备进行通信或者采用有线连接方式与预设接收设备进行通信，则可以省去无线收发模块124；如果不需要手动控制呼吸频率监测装置，则可以省去交互功能模块125；如果不需要显示呼吸频率，则可以省去显示模块126；如果不需要报警功能，则可以省去报警模块127。

下面对本实用新型提供的呼吸频率监测装置实施例一和实施例三的具体工作原理进行详细说明。

第一种情况：呼吸监测模块包括一个气动传感器，电路处理模块中设置有一个与该气动传感器电连接的信号预处理模块。

在实施例三中，用户可通过交互功能模块控制电源供给模块与中央控制模块进行连通，从而使中央控制模块开始工作；并且用户还可通过交互功能模块设置所需要监测的呼吸频率。若电路处理模块中没有设置交互功能模块(如实施例一所示)，则按照预设的呼吸频率开始工作。

步骤一：当用户吸气时，气动传感器感应到用户吸气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的正向呼吸电信号输出至与该气动传感器对应电连接的信号预处理模块，由该信号预处理模块对该气动传感器输出的正向呼吸电信号进行预处理；中央控制模块在接收到该信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号时，启动中央控制模块内部设置的计时器进行计时。

步骤二：当用户呼气时，气动传感器感应到用户呼气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的负向呼吸电信号输出至与该气动传感器对应电连接的信号预处理模块，由该信号预处理模块对该气动传感器输出的负向呼吸电信号进行预处理；中央控制模块在接收到信号预处理模块预处理后的负向呼吸电信号时，停止中央控制模块内部设置的计时器计时，得到第一计时时间X1(即为用户第一次呼吸的时间间隔)，之后将中央控制模块内部设置的计时器清零；同时，启动中央控制模块使内部设置的计数器进行计数，得到用户的呼吸次数C1＝1。

应当注意的是，当用户再次吸气时，将会重复步骤一的过程，此处不再赘述；在完成该过程后，当用户再次呼气时，气动传感器感应到用户呼气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的负向呼吸电信号输出至与该气动传感器对应电连接的信号预处理模块，由该信号预处理模块对该气动传感器输出的负向呼吸电信号进行预处理；中央控制模块在接收到信号预处理模块预处理后的负向呼吸电信号时，停止中央控制模块内部设置的计时器计时，得到第二计时时间X2(即为用户第二次呼吸的时间间隔)，之后将中央控制模块内部设置的计时器清零；同时，中央控制模块启动其内部设置的计数器累加计数，得到用户的呼吸次数C2＝C1+1＝2，重复循环，以此类推，最终得到用户每次呼吸的时间间隔X1、X2……Xn和用户总的呼吸次数C＝Cn＝n。

步骤三：中央控制模块会判断在第二预设时间间隔内是否再次接收到信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，若在第二预设时间间隔内没有接收到气动传感器通过信号预处理模块输出的对应的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，则说明用户可能存在呼吸障碍或骤停的危险，中央控制模块会在判断出第二预设时间间隔内未收到信号预处理模块输出的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号的情况下，向报警模块输出报警控制信号，报警模块会根据报警控制信号进行报警提示，以告知医生和/或监护人等相关人员采取必要的措施，同时，中央控制模块还会继续等待接收信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，从而重复步骤一或步骤二的过程。其中，本领域技术人员可根据实际需要设置第二预设时间间隔，此处不作限定，例如，第二预设时间间隔可以为1s。

步骤四：在利用呼吸频率监测装置监测用户呼吸的过程中，中央控制模块分析计算在第一预设时间间隔内用户的呼吸频率，并判断分析计算得到的呼吸频率是否符合预设呼吸频率范围，若分析计算得到的呼吸频率符合该预设呼吸频率范围内，则说明用户的呼吸正常，若大于或者小于该预设呼吸频率范围，则说明用户的呼吸异常，具体地，若分析计算得到的呼吸频率大于该预设呼吸频率范围，则说明用户呼吸急促；若分析计算得到的呼吸频率小于该预设呼吸频率范围，则说明用户呼吸缓慢，中央控制模块会在判断出分析计算得到的呼吸频率不符合预设呼吸频率范围的情况下，向报警模块输出报警控制信号，报警模块会根据报警控制信号进行报警提示，以告知医生和/或监护人等相关人员采取必要的措施，同时，中央控制模块还会继续等待接收信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，从而重复步骤一至步骤三的过程。其中，本领域技术人员可根据实际需要设置第一预设时间间隔，此处不作限定，例如，第一预设时间间隔可以为1min，预设呼吸频率范围可以为14-16次/min。

第二种情况：呼吸监测模块包括多个气动传感器，电路处理模块也包含多个信号预处理模块，该多个信号预处理模块与呼吸监测模块包括的多个气动传感器数量相同，且该多个信号预处理模块与该多个气动传感器一一对应电连接，同时，该多个信号预处理模块还分别与中央控制模块电连接。

在实施例三中，用户可通过交互功能模块控制电源供给模块与中央控制模块进行连通，从而使中央控制模块开始工作；并且用户还可通过交互功能模块设置所需要监测的呼吸频率。若电路处理模块中没有设置交互功能模块(如实施例一所示)，则按照预设的呼吸频率开始工作。

步骤一：当用户吸气时，多个气动传感器感应到用户吸气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的正向呼吸电信号输出至与该多个气动传感器一一对应电连接的该多个信号预处理模块，由该多个信号预处理模块对该多个气动传感器输出的正向呼吸电信号进行预处理。中央控制模块在接收到该多个正向呼吸电信号时，中央控制模块会根据该多个正向呼吸电信号中接收到的第一个正向呼吸电信号启动其内部设置的计时器计时，同时，中央控制模块会分别分析计算出该多个正向呼吸电信号的峰值，将该多个正向呼吸电信号的峰值相加求出平均值，得到最终的正向呼吸电信号的峰值，从而根据得到的最终的正向呼吸电信号的峰值分析计算出用户吸气幅度。其中，为了便于在下文中进行描述，将上述输出第一个吸气气流压力电信号的气流传感器称为气流传感器A。

步骤二：当用户呼气时，多个气动传感器感应到用户呼气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的负向呼吸电信号输出至与多个气动传感器一一对应电连接的多个信号预处理模块，由多个信号预处理模块对多个气动传感器输出的负向呼吸电信号进行预处理。

此时，中央控制模块依然会根据气动传感器A输出的负向呼吸电信号停止其内部设置的计时器计时，得到第一计时时间X1(即为用户第一次呼吸的时间间隔)，之后将中央控制模块内部设置的计时器清零；同时，启动中央控制模块内部设置的计数器计数，得到至少一个呼吸次数C1＝1，此外，中央控制模块会分别分析计算出该多个负向呼吸电信号的峰值，将该多个负向呼吸电信号的峰值相加求出平均值，得到最终的负向呼吸电信号的峰值，从而根据得到的最终的负向呼吸电信号的峰值分析计算出用户呼气幅度。

应当注意的是，当用户再次吸气时，将会重复步骤一的过程，此处不再赘述；在完成该过程后，当用户再次呼气时，多个气动传感器感应到用户呼气产生的气流作用在其上的压力，并将作用在其上的压力转换为对应的负向呼吸电信号输出至与该多个气动传感器一一对应电连接的多个信号预处理模块，由多个信号预处理模块对多个气动传感器输出的负向呼吸电信号进行预处理；中央控制模块依然会根据气动传感器A输出的负向呼吸电信号停止其内部设置的计时器计时，得到第二计时时间X2(即为用户第二次呼吸的时间间隔)，之后将中央控制模块内部设置的计时器清零；同时，中央控制模块启动其内部设置的计数器累加计数，得到用户的呼吸次数C2＝C1+1，重复循环，以此类推，最终得到用户每次呼吸的时间间隔X1、X2……Xn和用户总的呼吸次数C＝Cn＝n，计算多个呼吸。

步骤三：中央控制模块会判断在第二预设时间间隔内是否再次接收到与气动传感器A对应的信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，若在第二预设时间间隔内没有接收到气动传感器A通过信号预处理模块输出的对应的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，则说明用户可能存在呼吸障碍或骤停的危险，中央控制模块会在判断出第二预设时间间隔内未收到信号预处理模块输出的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号的情况下，向报警模块输出报警控制信号，报警模块会根据报警控制信号进行报警提示，以告知医生和/或监护人等相关人员采取必要的措施，同时，中央控制模块还会继续等待接收信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，从而重复步骤一或步骤二的过程。其中，本领域技术人员可根据实际需要设置第二预设时间间隔，此处不作限定，例如，第二预设时间间隔可以为1s。

步骤四：在利用呼吸频率监测装置监测用户呼吸的过程中，中央控制模块分析计算在第一预设时间间隔内用户的呼吸频率，并判断分析计算得到的呼吸频率是否符合预设呼吸频率范围，若分析计算得到的呼吸频率符合该预设呼吸频率范围内，则说明用户的呼吸正常，若大于或者小于该预设呼吸频率范围，则说明用户的呼吸异常，具体地，若分析计算得到的呼吸频率大于该预设呼吸频率范围，则说明用户呼吸急促；若分析计算得到的呼吸频率小于该预设呼吸频率范围，则说明用户呼吸缓慢，中央控制模块会在判断出分析计算得到的呼吸频率不符合预设呼吸频率范围的情况下，向报警模块输出报警控制信号，报警模块会根据报警控制信号进行报警提示，以告知医生和/或监护人等相关人员采取必要的措施，同时，中央控制模块还会继续等待接收信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号，从而重复步骤一至步骤三的过程。其中，本领域技术人员可根据实际需要设置第一预设时间间隔，此处不作限定，例如，第一预设时间间隔可以为1min，预设呼吸频率范围可以为14-16次/min。

在本实用新型实施例中，可能会出现多个气动传感器中部分气动传感器输出无效的正向呼吸电信号的情况，此时，中央控制模块会判断多个气动传感器输出的正向呼吸电信号是否大于或等于预设信号阈值，若大于或等于预设信号阈值，则将对应的正向呼吸电信号认定为有效的正向呼吸电信号，中央控制模块会分别分析计算出该多个正向呼吸电信号的峰值，将该多个正向呼吸电信号的峰值相加求出平均值，得到最终的正向呼吸电信号的峰值，从而根据得到的最终的正向呼吸电信号的峰值分析计算出用户吸气幅度。此外，中央控制模块还可以控制输出报警控制信号，报警模块会根据报警控制信号进行报警提示，以告知医生和/或监护人等相关人员气动传感器出现故障，须进行维修或更换。对于呼气过程类似，这里不再赘述。

图5为应用图4所示的本实用新型提供的呼吸频率监测装置的呼吸频率监测系统的一功能结构框图。如图5所示，该呼吸频率监测系统包括：呼吸频率监测装置510以及终端设备520。其中，该呼吸频率监测装置510为图4所示的呼吸频率监测装置；终端设备520与呼吸频率监测装置510以无线通信的方式相连，用于存储并显示呼吸频率监测装置510分析计算得到的呼吸频率，和/或发送用于控制呼吸频率监测装置510的控制指令。

具体地，如图5所示，终端设备520以无线通信的方式与呼吸频率监测装置510中的无线收发模块124相连，用于接收无线收发模块124发送的中央控制模块122分析计算得到的呼吸频率，和/或发送用于控制中央控制模块122的控制指令至无线收发模块124。具体地，控制指令可包括：用于开启中央控制模块122工作的开启指令和用于终止中央控制模块122工作的终止指令。其中，终端设备520可以为手机、电脑等设备，并且可以通过在其中设计特定的应用程序来完成统计用户的呼吸的工作，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。

图6为应用图4所示的本实用新型提供的呼吸频率监测装置的呼吸频率监测系统的另一功能结构框图。如图6所示，图6所示的呼吸频率监测系统与图5所示的呼吸频率监测系统的区别在于：图6所示的呼吸频率监测系统还包括大数据库服务平台630。其中，终端设备520进一步用于：将接收到的呼吸频率发送给大数据库服务平台630；大数据库服务平台630与终端设备520以无线通信的方式相连，用于接收并存储终端设备520发送的呼吸频率，将接收到的呼吸频率与大数据库服务平台630中的呼吸频率进行分析对比，得到用户分析信息，并将用户分析信息发送至终端设备520，以供医生和/或监护人员在终端设备520上查看或参考，使得医生和/或监护人员能够更加深入地了解用户的呼吸状况。

另外，本实用新型所提供的呼吸频率监测系统也可以不包括终端设备520，而仅包括大数据库服务平台630，那么，首先通过呼吸频率监测装置510中的中央控制模块122完成分析计算用户的呼吸频率，然后再通过无线收发模块124将呼吸频率发送给大数据库服务平台630进行分析对比，得到用户分析信息，最后将用户分析信息通过无线收发模块124发送至中央控制模块122，从而使中央控制模块122控制显示模块126显示用户分析信息，以供医生和/或监护人员查看或参考，使得医生和/或监护人员能够更加深入地了解用户的呼吸状况。

应当理解的是，图5和图6所示的呼吸频率监测系统不仅可以采用实施例三的呼吸频率监测装置，也可以采用实施例一或实施例二的呼吸频率监测装置，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不作限定。

此外，在上述所有呼吸频率监测系统中，呼吸频率监测装置510与终端设备520或者与大数据库服务平台630的连接方式不仅可以通过无线通信的方式相连，还可直接通过有线通信的方式相连，在使用有线通信的方式相连时，可以省去相应的无线通信设备，例如：呼吸频率监测装置510中的无线收发模块124。

图7为本实用新型提供的呼吸机实施例一的结构示意图。如图7所示，该呼吸机包括：呼吸频率监测装置、呼吸机主体710、气流管道720和面罩730；其中，呼吸监测模块110，设置于气流管道720中；电路处理模块(图注未示出)，设置于呼吸机主体中。在本实用新型实施例中，在呼吸频率监测模块采用示例一至示例七气动传感器时，应尽量避免气动传感器堵塞气流管道而导致气流不能流畅通过的问题，为此，可以通过减小示例一至示例七的气动传感器的体积来克服上述缺陷。

图8为本实用新型提供的呼吸机实施例二的结构示意图。如图8所示，该呼吸机包括：呼吸频率监测装置、呼吸机主体810、气流管道820和面罩830；其中，呼吸监测模块110，设置于面罩830中；呼吸机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块(图注未示出)通过预设端口相连，例如，可以通过预设端口将呼吸机主体中的中央控制模块与呼吸频率监测装置中的中央控制相连。在本实用新型实施例中，在呼吸频率监测模块采用示例一至示例七气动传感器时，应尽量避免气动传感器堵塞气流管道而导致气流不能流畅通过的问题，为此，可以通过减小示例一至示例七的气动传感器的体积来克服上述缺陷。

图9为本实用新型提供的吸氧机实施例一的结构示意图。如图9所示，该吸氧机包括：呼吸频率监测装置、吸氧机主体910、气流管道920和面罩930；其中，呼吸监测模块110，设置于气流管道920中；电路处理模块(图注未示出)，设置于吸氧机主体中。在本实用新型实施例中，在呼吸频率监测模块采用示例一至示例七气动传感器时，应尽量避免气动传感器堵塞气流管道而导致气流不能流畅通过的问题，为此，可以通过减小示例一至示例七的气动传感器的体积来克服上述缺陷。

图10为本实用新型提供的吸氧机实施例二的结构示意图。如图10所示，该吸氧机包括：呼吸频率监测装置、吸氧机主体1010、气流管道1020和面罩1030；其中，呼吸监测模块110，设置于面罩1030中；吸氧机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块(图注未示出)通过预设端口相连，例如，可以通过预设端口将吸氧机主体中的中央控制模块与呼吸频率监测装置中的中央控制相连。在本实用新型实施例中，在呼吸频率监测模块采用示例一至示例七气动传感器时，应尽量避免气动传感器堵塞气流管道而导致气流不能流畅通过的问题，为此，可以通过减小示例一至示例七的气动传感器的体积来克服上述缺陷。

本实用新型提供了一种呼吸机，该呼吸机包括：图5或图6所示的呼吸频率监测系统，以及呼吸机主体、气流管道和面罩；其中，呼吸监测模块，设置于气流管道和/或面罩中；

电路处理模块，设置于呼吸机主体中；或者，呼吸机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连，例如，可以通过预设端口将呼吸机主体中的中央控制模块与呼吸频率监测装置中的中央控制相连。

本实用新型提供了一种吸氧机，其特征在于，包括：图5或图6所示的呼吸频率监测系统，以及吸氧机主体、气流管道和面罩；其中，呼吸监测模块，设置于气流管道和/或面罩中；

电路处理模块，设置于吸氧机主体中；或者，吸氧机主体与呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连，例如，可以通过预设端口将吸氧机主体中的中央控制模块与呼吸频率监测装置中的中央控制相连。

本实用新型提供的呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机，通过呼吸监测模块监测用户的吸气或呼气产生的气流，能够灵敏、准确地对用户的呼吸频率进行监测。另外，本实用新型提供的呼吸频率监测装置、系统、呼吸机及吸氧机不仅灵敏度及准确率高，降低了因误报带来的麻烦，同时还具有结构及制作工艺简单、成本低廉，适合大规模工业生产的优点。

本实用新型中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路，例如，中央控制模块可以包括微控制器或微控制芯片，整流模块可包括整流电路，滤波模块可包括比较电路，放大模块可包括放大电路等，模数转换模块可包括模数转换器等。虽然其中某些模块、电路集成了软件，但本实用新型所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路，而不仅仅是软件本身。

本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (16)

1.一种呼吸频率监测装置，其特征在于，包括：呼吸监测模块和电路处理模块，所述电路处理模块包括：信号预处理模块、中央控制模块和电源供给模块；其中，

所述呼吸监测模块，用于根据用户吸气或呼气产生的气流输出呼吸电信号；

所述信号预处理模块，与所述呼吸监测模块电连接，用于对所述呼吸监测模块输出的呼吸电信号进行预处理；

所述中央控制模块，与所述信号预处理模块电连接，用于根据所述信号预处理模块预处理后的呼吸电信号，分析计算用户在第一预设时间间隔内的呼吸频率；

所述电源供给模块，与所述中央控制模块电连接，用于提供电能。

2.根据权利要求1所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述呼吸监测模块包括：至少一个气动传感器，用于将用户吸气或呼气产生的气流作用在所述至少一个气动传感器上的压力转换为呼吸电信号输出。

3.根据权利要求1或2所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述电路处理模块还包括：无线收发模块和/或交互功能模块；

所述无线收发模块，与所述中央控制模块电连接，用于将所述中央控制模块分析计算得到的呼吸频率以无线通信的方式发送至预设接收设备；

所述交互功能模块，与所述中央控制模块电连接，用于向所述中央控制模块发送用户交互指令；

其中，所述用户交互指令包括以下中的至少一项：开启指令、关闭指令以及用户信息初始化指令。

4.根据权利要求1或2所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述电路处理模块还包括：显示模块和/或报警模块；

所述显示模块，与所述中央控制模块电连接，用于显示所述中央控制模块分析计算得到的呼吸频率；

所述中央控制模块进一步用于：判断分析计算所得到的所述呼吸频率是否符合预设呼吸频率范围，并根据判断结果输出报警控制信号；

所述报警模块，与所述中央控制模块电连接，用于根据所述中央控制模块输出的报警控制信号进行报警提示。

5.根据权利要求2所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述至少一个气动传感器进一步用于：将用户吸气产生的气流作用在所述至少一个气动传感器上的压力转换为正向呼吸电信号输出；将用户呼气产生的气流作用在所述至少一个气动传感器上的压力转换为负向呼吸电信号输出；

所述信号预处理模块进一步用于：对所述至少一个气动传感器输出的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号进行预处理；

所述中央控制模块内部设置有计时器和计数器；

所述中央控制模块进一步用于：在接收到所述信号预处理模块预处理后的正向呼吸电信号时，启动所述计时器进行计时；在接收到所述信号预处理模块预处理后的负向呼吸电信号时，停止所述计时器，得到计时时间，并启动所述计数器进行计数，得到用户呼吸次数。

6.根据权利要求5所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述中央控制模块进一步用于：判断在第二预设时间间隔内是否接收到所述信号预处理模块输出的正向呼吸电信号或负向呼吸电信号；若否，则向报警模块发送报警控制信号。

7.根据权利要求2所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述至少一个气动传感器为摩擦发电式气动传感器和/或压电发电式气动传感器。

8.根据权利要求7所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述至少一个气动传感器包括：依次沿同一中轴线层叠设置的第一电极环、环形摩擦组件和第二电极环；其中，

所述第一电极环、所述环形摩擦组件和所述第二电极环层叠设置所构成的管状结构用以形成流体通道；

当流体通过所述流体通道时，在所述第一电极环和所述第二电极环处感应出电荷；

所述第一电极环和/或所述第二电极环为所述气动传感器的电信号输出端。

9.根据权利要求8所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述至少一个气动传感器包括：由内向外依次设置的用于包覆所述第一电极环、所述环形摩擦组件和所述第二电极环并且暴露出流体通道的屏蔽组件和封装组件。

10.根据权利要求9所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述至少一个气动传感器包括：至少一个振动组件，其设置在所述气动传感器的内壁上，用于增强流体作用于所述气动传感器上的振动。

11.根据权利要求8-10任一项所述的呼吸频率监测装置，其特征在于，所述第一电极环和/或环形摩擦组件和/或第二电极环包含具有回弹效应的回弹环，其中，所述回弹环包括：固定环和设置在固定环上的回弹网。

12.一种呼吸频率监测系统，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的呼吸频率监测装置以及终端设备；其中，

所述终端设备，与所述呼吸频率监测装置以有线通信或无线通信的方式相连，用于存储并显示所述呼吸频率监测装置分析计算得到的呼吸频率，和/或发送用于控制所述呼吸频率监测装置的控制指令。

13.根据权利要求12所述的呼吸频率监测系统，其特征在于，所述呼吸频率监测系统还包括大数据库服务平台；其中，

所述终端设备进一步用于：将接收到的所述呼吸频率发送给所述大数据库服务平台；

所述大数据库服务平台，与所述终端设备以有线通信或无线通信的方式相连，用于接收并存储所述终端设备发送的呼吸频率，将接收到的所述呼吸频率与所述大数据库服务平台中的呼吸频率进行分析对比，得到用户分析信息，并将所述用户分析信息发送至所述终端设备。

14.一种呼吸频率监测系统，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的呼吸频率监测装置以及大数据库服务平台；其中，

所述大数据库服务平台，与所述呼吸频率监测装置以有线通信或无线通信的方式相连，用于接收并存储所述呼吸频率监测装置分析计算得到的呼吸频率，将接收到的所述呼吸频率与所述大数据库服务平台中的呼吸频率进行分析对比，得到用户分析信息，并将所述用户分析信息发送至所述呼吸频率监测装置。

15.一种呼吸机，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的呼吸频率监测装置或如权利要求12或13所述的呼吸频率监测系统或如权利要求14所述的呼吸频率监测系统，以及呼吸机主体、气流管道和面罩；其中，所述呼吸监测模块，设置于所述气流管道和/或面罩中；

所述电路处理模块，设置于所述呼吸机主体中；或者，所述呼吸机主体与所述呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连。

16.一种吸氧机，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的呼吸频率监测装置或如权利要求12或13所述的呼吸频率监测系统或如权利要求14所述的呼吸频率监测系统，以及吸氧机主体、气流管道和面罩；其中，所述呼吸监测模块，设置于所述气流管道和/或面罩中；

所述电路处理模块，设置于所述吸氧机主体中；或者，所述吸氧机主体与所述呼吸频率监测装置的电路处理模块通过预设端口相连。