CN214703537U - 一种便携式呼气分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式呼气分析仪，包括分析仪主机和呼气手柄；所述分析仪主机包括主机壳体、安装在主机壳体内的主机板卡和安装在主机壳体内的气路组件；所述呼气手柄包括手柄外壳、依次安装在手柄外壳内的手柄板卡与文丘里管和安装在文丘里管入口处的滤嘴；所述主机板卡与手柄板卡信号连接；所述文丘里管出口处可拆卸连接有切换气路。该呼气分析仪能够进行肺功能测试和呼出气一氧化氮检测，且成本低、操作简单，适用于家庭使用。

Description

一种便携式呼气分析仪

技术领域

本实用新型涉及呼气分析仪技术领域，具体涉及一种便携式呼气分析仪。

背景技术

为了对呼吸系统疾病状态及治疗效果进行监控，医生通常对人体呼出气体成分及浓度进行测量，例如呼气一氧化氮的测试结果在临床上与呼吸道嗜酸性炎症相关。但是现有的一氧化氮呼气测试设备价格比较昂贵，且操作步骤比较专业，需要医疗机构专业人员方进行操作。然而，很多呼吸道疾病为慢性病，如果能够实现患者在家中对呼出气进行随时监测，记录一段时间内呼气浓度值的变化，则更有助于疾病的诊断和治疗。此外，呼吸系统疾病往往与肺功能测试，尤其是PEF、FEV1的结果关系密切，而目前市场上还尚未有将肺功能和呼出气一氧化氮检测结合的适合家庭使用的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式呼气分析仪，该呼气分析仪能够进行肺功能测试和呼出气一氧化氮检测，且成本低、操作简单，适用于家庭使用。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种便携式呼气分析仪，包括分析仪主机和呼气手柄；所述分析仪主机包括主机壳体、安装在主机壳体内的主机板卡和安装在主机壳体内的气路组件；所述呼气手柄包括手柄外壳、依次安装在手柄外壳内的手柄板卡与文丘里管和安装在文丘里管入口处的滤嘴；所述主机板卡与手柄板卡信号连接；所述文丘里管出口处可拆卸连接有切换气路。

进一步的，所述切换气路包括可拆卸安装在文丘里管出口处的切换件和与切换件相连的气管；所述气路组件包括过滤器、三通电磁阀、缓冲室、泵、湿度平衡管和检测器；所述气管的入口接切换件，出口接分析仪主机的进气口，分析仪主机的进气口接三通电磁阀的入口一，三通电磁阀的入口二接过滤器，三通电磁阀的出口接缓冲室的入口，缓冲室的出口接泵的入口，泵的出口接湿度平衡管的入口，湿度平衡管的出口接检测器的入口；所述缓冲室与泵之间的管路上设有截止阀。

进一步的，所述主机板卡上安装有压力传感器一，手柄板卡上安装有压力传感器二；所述压力传感器一与三通电磁阀的入口一相连；所述压力传感器二伸入至文丘里管内。

进一步的，所述文丘里管上设有通孔，所述压力传感器二穿过通孔后伸入至文丘里管内，且所述压力传感器二与通孔之间设有密封圈。

进一步的，所述手柄外壳包括可拆卸相连的手柄壳体一与手柄壳体二；所述手柄壳体一与手柄壳体二围成一个上下两端开口的腔体；所述文丘里管放置在腔体内，所述手柄板卡通过螺钉与文丘里管相连，所述文丘里管通过螺钉与手柄壳体二相连。

进一步的，所述主机壳体包括上端开口的主机腔体和可拆卸安装在主机腔体上端开口处的顶盖；所述顶盖上安装有显示屏、功能按键和开关；所述主机板卡安装在主机腔体内；所述主机腔体内还安装有安装板和配重块；所述检测器安装在主机腔体内，所述检测器上安装有检测器盖；所述配重块上设有配重块盖板；所述过滤器、三通电磁阀、缓冲室、泵、湿度平衡管和截止阀安装在安装板上。

进一步的，所述三通电磁阀的入口一上安装有三通电磁阀接头一，入口二上安装有三通电磁阀接头二，出口上安装有三通电磁阀接头三；所述三通电磁阀接头一的接口一接三通电磁阀的入口，接口二接气管的一端，气管的另一端接切换件，三通电磁阀接头一的接口三接压力传感器一；所述三通电磁阀接头二的接口一接三通电磁阀的入口二，接口二接过滤器；所述三通电磁阀接头三的接口一接三通电磁阀的出口，接口二接缓冲室入口，接口三接压力传感器一。

进一步的，所述主机腔体的底部设有若干脚垫。

和现有技术相比，本实用新型的优点为：

(1)本实用新型集成了肺功能和一氧化氮检测功能，二者共用一个呼气手柄，呼气接口统一，用户实际使用时，只需要安装或是拆卸一个切换件就可以适配不同功能，适合普通家庭端的用户使用。

(2)由于肺功能实际测出来的流量值较大，约几百上千mL/s，而呼出气一氧化氮检测根据技术标准要求的呼气流速控制为50±5mL/s，本实用新型将进行肺功能测试中使用的压力传感器二与呼气分析仪主机中使用的压力传感器一设置成了不同的测量范围，前者为后者的十倍左右，以便于保证两种功能测试结果的准确性。

(3)本实用新型通过将过滤器设置在缓冲室的前端，这样每次测试的时候，最后留在缓冲室中的气体都是除去待测气体后的干净空气，从而保证了每次测试后停留在缓冲室中的气体为干净的空气，可以省去每次清空的操作。通过切换件切换肺功能检测气路和FeNO检测气路，不加切换件时呼气手柄的气路阻力＜2cmH₂O，通过切换件将呼气手柄与呼气分析仪主机连接后，气路阻力为10～20cmH₂O，满足肺功能和FeNO功能测试的测试需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是分析仪主机的爆炸结构示意图；

图3是呼气手柄的结构示意图；

图4是本实用新型的工作原理示意图。

其中：

100、分析仪主机，101、主机腔体，102、顶盖，103、显示屏，104、功能按键，105、开关，106、安装板，107、缓冲室，108、泵，109、三通接头，110、截止阀，111、过滤器，112、检测器盖，113、检测器，114、主机板卡，115、三通电磁阀，116、三通电磁阀接头二，117、三通电磁阀接头一，118、三通电磁阀接头三，119、配重块盖板，120、配重块，121、脚垫，122、压力传感器一，123、限流管，124、湿度平衡管，200、呼气手柄，201、滤嘴，202、气管，203、切换件，204、文丘里管，205、通孔，206、手柄板卡，207、压力传感器二，208、手柄壳体一，209、手柄壳体二，300、数据线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种便携式呼气分析仪，包括分析仪主机100和呼气手柄200。

如图2所示，所述分析仪主机100包括主机壳体、安装在主机壳体内的主机板卡114和安装在主机壳体内的气路组件。所述气路组件包括过滤器111、三通电磁阀115、缓冲室107、泵108、湿度平衡管124和检测器113。所述过滤器111，用于过滤空气中待测气体。所述泵108，用于提供气体前进的动力。所述缓冲室107，将气体暂存，用于分析检测。所述主机壳体包括上端开口的主机腔体101和可拆卸安装在主机腔体101上端开口处的顶盖102。所述主机腔体101的底部设有若干脚垫121。所述顶盖102上安装有显示屏103、功能按键104和开关105。所述功能按键104包括控制设备开断电状态的开关按键，FeNO功能选择按键和肺功能选择按键。显示屏103，用于观察呼气过程和结果。所述主机板卡114安装在主机腔体101内。所述主机腔体101内还安装有安装板106和配重块120。所述检测器113安装在主机腔体101内。所述检测器113上安装有检测器盖112，检测器盖112用于将气体导入检测器113的表面。检测器113，用于分析待测气体的浓度。检测器113中包括气体传感器和板卡，检测器中的板卡通过数据线和手柄板卡相连。所述配重块120上设有配重块盖板119。所述过滤器111、三通电磁阀115、缓冲室107、泵108、湿度平衡管124和截止阀110安装在安装板106上。所述主机板卡114上安装有压力传感器一122。所述压力传感器一122与三通电磁阀115的入口一相连。

所述三通电磁阀115的入口一上安装有三通电磁阀接头一117，入口二上安装有三通电磁阀接头二116，出口上安装有三通电磁阀接头三118；所述三通电磁阀接头一117的接口一接三通电磁阀115的入口，接口二接气管202的一端，气管202的另一端接切换件203，三通电磁阀接头一117的接口三接压力传感器一122；所述三通电磁阀接头二116的接口一接三通电磁阀115的入口二，接口二接过滤器111；所述三通电磁阀接头三118的接口一接三通电磁阀115的出口，接口二接缓冲室107入口，接口三接压力传感器一122。三通电磁阀及各个三通电磁阀接头，用于切换不同气体进入设备。

如图3所示，所述呼气手柄200包括手柄外壳、依次安装在手柄外壳内的手柄板卡206与文丘里管204和安装在文丘里管204入口处的滤嘴201。所述手柄板卡206上安装有压力传感器二207。所述压力传感器二207伸入至文丘里管204内。所述手柄外壳包括可拆卸相连的手柄壳体一208与手柄壳体二209；所述手柄壳体一208与手柄壳体二209围成一个上下两端开口的腔体；所述文丘里管204放置在腔体内，所述手柄板卡206通过螺钉与文丘里管204相连，所述文丘里管204通过螺钉与手柄壳体二209相连。所述主机板卡114通过数据线300与手柄板卡206信号连接，数据线用于供电及通讯。所述文丘里管204出口处可拆卸连接有切换气路。所述切换气路包括可拆卸安装在文丘里管204出口处的切换件203和与切换件203相连的气管202。所述滤嘴201，用于过滤呼气中的水汽和残渣。因滤嘴201需要定期更换，故滤嘴201与文丘里管204可拆卸相连。所述文丘里管204，用于提供稳定的呼气流速。所述压力传感器二，用于采集呼气流量相关信息。所述切换件203，用于对肺功能检测气路和FeNO检测气路进行切换，只有进行FeNO检测时，切换件203才接入文丘里管204的下端。

用户呼气时，将呼气手柄200与分析仪主机100通过数据线300连接。呼气手柄下端的阻力可以通过一个切换件203进行切换，做肺功能测试时，将切换件203从文丘里管204上拆下来，呼气手柄中的文丘里管204下端直通大气，做FeNO测试时，将切换件203的一端接入到文丘里管204下端，另一端通过气管202与分析仪主机100相连。用户将全新的滤嘴201安装在呼气手柄的前端(即文丘里管204的上端)，从滤嘴201处将呼气呼入到文丘里管204中，文丘里管204的侧面开一个小通孔，通孔与手柄板卡中的压力/流量传感器相连，压力/流量传感器采用现有的方法获取呼气流量的变化，并通过数据线发送给呼气分析仪主机。

如图3和图4所示，所述气管202的入口接切换件203，出口接分析仪主机100的进气口，分析仪主机100的进气口接三通电磁阀115的入口一，三通电磁阀115的入口二接过滤器111，三通电磁阀115的出口接缓冲室107的入口，缓冲室107的出口接泵108的入口，泵108的出口接湿度平衡管124的入口，湿度平衡管124的出口接检测器113的入口；所述缓冲室107与泵108之间的管路上设有截止阀110，所述截止阀110通过三通接头109连接在缓冲室107与泵108之间的管路上。所述文丘里管204上设有通孔205，所述压力传感器二207穿过通孔205后伸入至文丘里管204内，且所述压力传感器二207与通孔205之间设有密封圈。

分析仪主机100上设置含显示屏103和功能按键104，通过功能按键104切换FeNO和肺功能测试功能。分析仪主机100与呼气手柄200通过数据线300连接，分析仪主机100与移动端通过蓝牙连接。选择肺功能后，通过呼气手柄200吹气后，在分析仪主机100的显示屏103上显示结果；选择FeNO功能后，通过呼气手柄200吹气，按照呼气提示界面吹至50±5ml/s，呼气成功后跳转至分析过程，分析结束后结果显示在分析仪主机100的显示屏103上。

FeNO检测时，用户将呼气手柄200与呼气分析仪主机100通过数据线300连接，使用切换件203通过一截气管202从文丘里管204的下端与呼气分析仪主机100的进气口连接，用户将全新的滤嘴201安装在呼气手柄200的前端。呼气时气体先通过滤嘴201进入呼气手柄200的文丘里管204，再通过切换件203和气管202进入呼气分析仪主机100的进气口中，分析仪主机100的进气口与三通电磁阀115的入口一连接，三通电磁阀115的入口二连接过滤器111，三通电磁阀115的出口连接缓冲室107的入口，缓冲室107的出口连接三通接头109的一口，三通接头109的二口连接截止阀110，三通接头109的三口与气泵108的进气口连接，气泵108出气口通过一个限流管123依次连接湿度平衡管124和检测器113。所述限流管也可以安装在泵108的前端。分析仪主机进气口与三通电磁阀115的入口一之间的气路上设有一条支路与主机板卡上的压力传感器122相连。

设三通电磁阀115的入口一为1口，入口二为2口，出口为3口。每次测试时，先打开三通电磁阀115的1-3口，用户通过呼气手柄200呼气，压力传感器207记录当前呼气流速并在显示屏103中显示，用户根据显示屏103的提示呼气，口呼气通过缓冲室107、截止阀110排入大气，最后符合要求的气体停留在缓冲室107中。呼气结束后，打开三通电磁阀115的2-3口，同时打开泵108，外界空气通过过滤器111进入分析仪主机100，推动缓冲室107中待测的用户呼出气体进入湿度平衡管124、检测器113。这个过程中，通过限流管123将泵108控制在0.5～1.5ml/s的稳定且低速的状态运行，缓冲室107使用细长管，保证气体的层流运动，待测气体与过滤后的空气先后不混合的进入检测器113，得到待测气体的响应信号S1和空气中所有背景响应信号S0，湿度平衡管124为nafion管或气体干燥器，保证进入检测器113的所有气体湿度相同。待测气体的响应信号S＝S1-S0，响应信号S除以检测器113的灵敏度s，即为待测气体的浓度。检测器113灵敏度在出厂时使用标准物质标定。整个气路设计的呼气阻力为10～20cmH₂O。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种便携式呼气分析仪，其特征在于：包括分析仪主机和呼气手柄；所述分析仪主机包括主机壳体、安装在主机壳体内的主机板卡和安装在主机壳体内的气路组件；所述呼气手柄包括手柄外壳、依次安装在手柄外壳内的手柄板卡与文丘里管和安装在文丘里管入口处的滤嘴；所述主机板卡与手柄板卡信号连接；所述文丘里管出口处可拆卸连接有切换气路。

2.根据权利要求1所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述切换气路包括可拆卸安装在文丘里管出口处的切换件和与切换件相连的气管；所述气路组件包括过滤器、三通电磁阀、缓冲室、泵、湿度平衡管和检测器；所述气管的入口接切换件，出口接分析仪主机的进气口，分析仪主机的进气口接三通电磁阀的入口一，三通电磁阀的入口二接过滤器，三通电磁阀的出口接缓冲室的入口，缓冲室的出口接泵的入口，泵的出口接湿度平衡管的入口，湿度平衡管的出口接检测器的入口；所述缓冲室与泵之间的管路上设有截止阀。

3.根据权利要求2所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述主机板卡上安装有压力传感器一，手柄板卡上安装有压力传感器二；所述压力传感器一与三通电磁阀的入口一相连；所述压力传感器二伸入至文丘里管内。

4.根据权利要求3所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述文丘里管上设有通孔，所述压力传感器二穿过通孔后伸入至文丘里管内，且所述压力传感器二与通孔之间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述手柄外壳包括可拆卸相连的手柄壳体一与手柄壳体二；所述手柄壳体一与手柄壳体二围成一个上下两端开口的腔体；所述文丘里管放置在腔体内，所述手柄板卡通过螺钉与文丘里管相连，所述文丘里管通过螺钉与手柄壳体二相连。

6.根据权利要求2所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述主机壳体包括上端开口的主机腔体和可拆卸安装在主机腔体上端开口处的顶盖；所述顶盖上安装有显示屏、功能按键和开关；所述主机板卡安装在主机腔体内；所述主机腔体内还安装有安装板和配重块；所述检测器安装在主机腔体内，所述检测器上安装有检测器盖；所述配重块上设有配重块盖板；所述过滤器、三通电磁阀、缓冲室、泵、湿度平衡管和截止阀安装在安装板上。

7.根据权利要求3所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述三通电磁阀的入口一上安装有三通电磁阀接头一，入口二上安装有三通电磁阀接头二，出口上安装有三通电磁阀接头三；所述三通电磁阀接头一的接口一接三通电磁阀的入口，接口二接气管的一端，气管的另一端接切换件，三通电磁阀接头一的接口三接压力传感器一；所述三通电磁阀接头二的接口一接三通电磁阀的入口二，接口二接过滤器；所述三通电磁阀接头三的接口一接三通电磁阀的出口，接口二接缓冲室入口，接口三接压力传感器一。

8.根据权利要求6所述的一种便携式呼气分析仪，其特征在于：所述主机腔体的底部设有若干脚垫。

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