CN212186482U

CN212186482U - 一种受试者呼吸量实时感知测量装置及其智能调控技术装备

Info

Publication number: CN212186482U
Application number: CN201921642031.1U
Authority: CN
Inventors: 赵秀阁; 王丹璐; 李政蕾; 雷利民; 黄菊; 赵浦秋; 乔飞杨
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2029-09-29

Abstract

本实用新型涉及呼吸量测量技术领域，且公开了一种受试者呼吸量实时感知测量装置，包括控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块，所述控制器接收脉搏测量器、温度传感器、流速传感器传输信号，所述控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块之间通过信号连接。本实用新型还公开了一种受试者呼吸量智能调控技术装备。本实用新型通过使用者在不同状态下的运动状态均可通过脉搏测试器、温度传感器与流速传感器实时测量，并且测量的结果通过各个方面的矫正，确保测量的呼吸量与使用者本身更加贴切，同时进行实时数据的储存，使得呼吸量无需通过专门机构和医院即可得到测量，另一方面减小测量装置的体积。

Description

一种受试者呼吸量实时感知测量装置及其智能调控技术装备

技术领域

本实用新型涉及呼吸量测量技术领域，具体为一种受试者呼吸量实时感知测量与智能调控技术装备。

背景技术

呼吸量指人单位时间内吸入空气的体积，可分为短期呼吸量和长期呼吸量。短期呼吸量按每分钟或每小时吸入空气的体积(L/min或m³/h)计算，按照活动强度，短期呼吸量可分为休息、坐、轻度运动、中度运动和剧烈运动下的呼吸量；长期呼吸量按每天吸入空气的体积(m³/d)计算。呼吸量受年龄、性别和活动强度等因素的影响。

大气污染已成为影响人体健康的重要因素，无论基于直接测量还是模型估算法开展人体空气暴露健康风险评价均需用到呼吸量这一参数，呼吸量已经成为决定评价结果准确性的关键性因子。而《环境保护法》和《健康中国行动(2019-2030年)》都明确规定“建立健全环境与健康监测、调查和风险评估制度”，为了贯彻相关法律法规以及文件精神，我国环境与健康工作已经在如火如荼地开展。目前，我国人群呼吸量推荐值依据国外估算模型获取，由于种族、社会经济条件和生活习惯等差异，导致评价结果不能客观反映我国人群的实际情况，且人不同运动状态下，呼吸量存在较大差异，现有呼吸量推荐值无法反应呼吸量的动态变化，目前不同运动状态下呼吸量准确测定和精准估算研究开展较少，因此，需要进行建立面向我国人群行为模式的呼吸量精准估算与自动控制系统，为准确地进行我国人群空气暴露行为模式监测重要参数提出有效的解决方案。

现有呼吸量的测量装置大多是在医院或专门的机构对测试者进行测量，机器较大、无法移动，但是人群是不规则活动，不能定时到专门机构或医院进行测量，因此无法得到测试者的实时呼吸量测量数据，加之人群不同状态下呼吸量不同，现有技术中仅能测量正常状态下人群的呼吸量，不能根据人群活动的状态获取实时的呼吸量测量数据，且测量装置不能跟随测试者运动状态实时调节，造成测量装置测量的数据具有误差，无法保证测量结果的精准性，同时无法实时对人群进行测量，测量后的数据无法保证时效性。

实用新型内容

针对上述背景技术的不足，本实用新型提供了一种受试者呼吸量实时感知测量装置及其智能调控技术装备，具备实时测量、自动调节的优点，解决了背景技术提出的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种受试者呼吸量实时感知测量装置，包括控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块，所述控制器接收脉搏测量器、温度传感器、流速传感器传输信号，所述控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块之间通过信号连接，所述脉搏测量器、温度传感器、流速传感器实时监控受试者呼吸量并由储存模块得到测试数据。

优选的，所述脉搏测量器包括心跳速率、脉搏速率，所述温度传感器包括受试者吸入呼吸温度、呼出呼吸温度，所述流速传感器包括受试者入口呼吸流速、出口呼吸流速，所述温度传感器与流速传感器之间互通。

优选的，所述受试者通过脉搏测量器、温度传感器、流速传感器测量呼吸量，然后通过数据传输至储存模块中，储存模块再对获取的数据进行数据分类，所述数据分类包括每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量，所述每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量均位于储存模块中，通过分析每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量与脉搏、温度以及流速之间的关系得出呼吸量动态估算模型。

一种受试者呼吸量智能调控技术装备，包括面罩、流速传感器、流速自控阀、控制器，所述流速传感器、流速自控阀、控制器均安装在面罩上，所述流速传感器得到受试者吸入与呼出的呼吸量，呼吸的空气量通过流速自控阀排出与吸入，每次呼出与吸入的呼吸量均通过流速传感器测量，若大于设定阈值后，流速传感器传至流速自控阀，再由控制器判断，若低于或大于正常阈值时，控制器启动执行机构，控制流速自控阀内部的敏感元件，控制流速自控阀的大小，调节完毕后，再由流速自控阀将信号传输控制器。

优选的，所述呼吸量调控装备包含运动状态、负重状态、形状状态三种模式，所述运动状态、负重状态、形状状态均分别设置不同的阈值，所述运动状态、负重状态、形状状态三者阈值设置包括最小开度、正常开度、最大开度，所述流速传感器、流速自控阀、控制器检测到受试者呼吸量较大时启动最大开度，所述流速传感器、流速自控阀、控制器检测到受试者呼吸量正常时启动正常开度，所述流速传感器、流速自控阀、控制器检测到受试者呼吸量微小时启动最小开度。

本实用新型具备以下有益效果：

1、该受试者呼吸量实时感知测量装置及其智能调控技术装备，通过面罩、脉搏测试器、温度传感器与流速传感器的适配，使得使用者可以一直佩戴在面部，使得脉搏测试器、温度传感器与流速传感器可以实时测量使用者的呼吸量，并通过控制器与储存模块将数据储存，使得使用者在不同状态下的运动状态均可通过脉搏测试器、温度传感器与流速传感器实时测量，并且测量的结果通过各个方面的矫正，确保测量的呼吸量与使用者本身更加贴切，同时进行实时数据的储存，也便于使用者自己了解每天、每小时或每分钟的呼吸量，也便于将数据导出供给专业人员观看，使得呼吸量无需通过专门机构和医院即可得到测量，一方面减小测量装置的体积，另一方面增加测量的精准度。

2、该受试者呼吸量实时感知测量装置及其智能调控技术装备，通过控制器、流速传感器与流速自控阀的作用，使得设备根据正常状态与非正常状态下的呼吸量进行自定义设置阈值，使得设备可以根据使用者的不同设置不同的阈值，便于设备更加贴切每个使用者，使得每个使用者在使用时均能得到精准的测量数据与测量效果，使得设备可以适应不同的状态，使得设备根据使用者呼出与呼入的量自动调节。

附图说明

图1为呼吸量测量流程示意图；

图2为呼吸量调控流程示意图；

图3为流速自控阀原理示意图；

图4为智能调控技术装备示意图。

图中：1、面罩；2、流速传感器；3、流速自控阀；4、控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，一种受试者呼吸量实时感知测量装置，包括控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块，所述控制器接收脉搏测量器、温度传感器、流速传感器传输信号，所述控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块之间通过信号连接，所述脉搏测量器、温度传感器、流速传感器实时监控受试者呼吸量并由储存模块得到测试数据，通过四者之间的配合，使得测量出的呼吸量更加精准，同时测得的数据直接储存，便于使用者根据测量的数据进行分析。

其中，所述脉搏测量器包括心跳速率、脉搏速率，所述温度传感器包括受试者吸入呼吸温度、呼出呼吸温度，所述流速传感器包括受试者入口呼吸流速、出口呼吸流速，所述温度传感器与流速传感器之间互通，使得两者之间相互校准，便于对呼出量进行实时测量，确保测量的呼出量更加准确。

其中，所述受试者通过脉搏测量器、温度传感器、流速传感器测量呼吸量，然后通过数据传输至储存模块中，储存模块再对获取的数据进行数据分类，所述数据分类包括每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量，所述每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量均位于储存模块中，通过分析每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量与脉搏、温度以及流速之间的关系得出呼吸量动态估算模型，并输出呼吸量，便于使用者实时掌握自身的呼出量，同时呼出量的数据也便于用户分享供给专业人员观看，使得专业人员根据数据判断使用者呼出量是否准确。

一种受试者呼吸量智能调控技术装备，包括面罩1、流速传感器2、流速自控阀3、控制器4，所述流速传感器2、流速自控阀3、控制器4均安装在面罩1上，所述流速传感器2得到受试者吸入与呼出的呼吸量，呼吸的空气量通过流速自控阀排出与吸入，每次呼出与吸入的呼吸量均通过流速传感器2 测量，若大于设定阈值后，流速传感器2传至流速自控阀3，再由控制器4判断，若低于或大于正常阈值时，控制器4启动执行机构，控制流速自控阀3 内部的敏感元件，控制流速自控阀3的大小，调节完毕后，再由流速自控阀3 将信号传输控制器4，使得设备可以根据使用者呼出量的大小自动调节。

其中，所述呼吸量调控装备包含运动状态、负重状态、形状状态三种模式，所述运动状态、负重状态、形状状态均分别设置不同的阈值，所述运动状态、负重状态、形状状态三者阈值设置包括最小开度、正常开度、最大开度，所述流速传感器2、流速自控阀3、控制器4检测到受试者呼吸量较大时启动最大开度，所述流速传感器2、流速自控阀3、控制器4检测到受试者呼吸量正常时启动正常开度，所述流速传感器2、流速自控阀3、控制器4检测到受试者呼吸量微小时启动最小开度，根据使用者自身的状况，可自动设置不同的阈值，使得设备更加贴切使用者，增加设备在使用中的适用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种受试者呼吸量实时感知测量装置，其特征在于：包括控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块，所述控制器接收脉搏测量器、温度传感器、流速传感器传输信号，所述控制器、脉搏测量器、温度传感器、流速传感器、储存模块之间通过信号连接，所述脉搏测量器、温度传感器、流速传感器实时监控受试者呼吸量并由储存模块得到测试数据。

2.根据权利要求1所述的一种受试者呼吸量实时感知测量装置，其特征在于：所述脉搏测量器包括心跳速率、脉搏速率，所述温度传感器包括受试者吸入呼吸温度、呼出呼吸温度，所述流速传感器包括受试者入口呼吸流速、出口呼吸流速，所述温度传感器与流速传感器之间互通。

3.根据权利要求1所述的一种受试者呼吸量实时感知测量装置，其特征在于：所述受试者通过脉搏测量器、温度传感器、流速传感器测量呼吸量，然后通过数据传输至储存模块中，储存模块再对获取的数据进行数据分类，所述数据分类包括每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量，所述每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量均位于储存模块中，通过分析每分钟呼吸量、每小时呼吸量、每天呼吸量与脉搏、温度以及流速之间的关系得出呼吸量动态估算模型。

4.一种受试者呼吸量智能调控技术装备，其特征在于：包括面罩(1)、流速传感器(2)、流速自控阀(3)、控制器(4)，所述流速传感器(2)、流速自控阀(3)、控制器(4)均安装在面罩(1)上，所述流速传感器(2)得到受试者吸入与呼出的呼吸量，呼吸的气体量通过流速自控阀排出与吸入，每次呼出与吸入的呼吸量均通过流速传感器(2)测量，若大于设定阈值后，流速传感器(2)传至流速自控阀(3)，再由控制器(4)判断，若低于或大于正常阈值时，控制器(4)启动执行机构，控制流速自控阀(3)内部的敏感元件，控制流速自控阀(3)的大小，调节完毕后，再由流速自控阀(3)将信号传输控制器(4)。

5.根据权利要求4所述的一种受试者呼吸量智能调控技术装备，其特征在于：所述呼吸量调控装备包含运动状态、负重状态、形状状态三种模式，所述运动状态、负重状态、形状状态均分别设置不同的阈值，所述运动状态、负重状态、形状状态三者阈值设置包括最小开度、正常开度、最大开度，所述流速传感器(2)、流速自控阀(3)、控制器(4)检测到受试者呼吸量较大时启动最大开度，所述流速传感器(2)、流速自控阀(3)、控制器(4)检测到受试者呼吸量正常时启动正常开度，所述流速传感器(2)、流速自控阀(3)、控制器(4)检测到受试者呼吸量微小时启动最小开度。