CN219166400U - 一种高精度电子肺活量测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及肺活量测试技术领域，特指一种高精度电子肺活量测试仪，用于测试人体的肺活量，包括外壳组件、吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板，外壳组件内设有容置腔，吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板均安装于容置腔内，吹气组件包括胆管和压差式流量传感器，胆管上设有节流孔，压差式流量传感器安装于胆管上，压差式流量传感器位于节流孔的上方，并与节流孔相连，压差式流量传感器电连接于PCB控制主板，PCB控制主板上设有主控电路、流量测量模块以及存储模块，流量测量模块用于采集接收压差式流量传感器传输过来的压强模拟信号，并转换成压差数字信号传输给主控电路，主控电路能够将压差数字信号保存至存储模块中。

Description

一种高精度电子肺活量测试仪

技术领域

本实用新型涉及肺活量测试技术领域，特指一种高精度电子肺活量测试仪。

背景技术

肺活量是指人体一次最大吸气后呼出的气体量，用来测量人体肺部一次最大的机能通气量，是反应人体生长发育水平的重要指标之一。肺活量测试仪或肺活量计，一般是指用于测量肺活量的仪器。根据测试原理的不同，主要有容积测定型肺活量计和流速测定型肺活量计两大类。

压差式肺活量计是通过检测流经节流阀的气体的压力变化来计算流量。当连续流体在管道内运动，流经管道内部的节流装置时，其流速会在节流装置孔径处形成局部的缩径状态。缩径迫使流体的流速增大，静压快速降低。这种工况就会在节流装置上端和下端产生压降。流动介质的相对流速越大，那么在节流装置的上下流也会产生更大的压差。因此，可通过节流测量装置的压差，经一定转换来相对地衡量流经节流装置内流体流量的大小，这就是利用节流装置来具体测定管道内连续流动介质流量的基本原理。

当前电子式肺活量计的性能不高，有一部分原因是由于没有使用高性能的元器件，也有一部分原因是由于算法和硬件结构上的缺陷。

因此，现有技术尚有改进空间。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种高精度电子肺活量测试仪，通过在硬件和软件上进行深入研究，提高电子肺活量测试仪测量精度。

为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：

一种高精度电子肺活量测试仪，用于测试人体的肺活量，包括外壳组件、吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板，外壳组件内设有容置腔，吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板均安装于容置腔内，吹气组件包括胆管和压差式流量传感器，胆管上设有节流孔，压差式流量传感器安装于胆管上，压差式流量传感器位于节流孔的上方，并与节流孔相连，用于测量节流孔前后的气体压力差，并将气体压力差转换成压强模拟信号，压差式流量传感器电连接于PCB控制主板，用于将压强模拟信号传输给PCB控制主板，PCB控制主板上设有主控电路、流量测量模块以及存储模块，流量测量模块用于采集接收压差式流量传感器传输过来的压强模拟信号，并转换成压差数字信号传输给主控电路，主控电路能够将压差数字信号保存至存储模块中。

根据上述方案，所述显示组件包括镜片、液晶显示屏以及液晶显示屏支架，镜片安装于外壳组件上，液晶显示屏通过液晶显示屏支架安装于容置腔内，并与PCB控制主板的存储模块电连接。

根据上述方案，所述存储模块包括压差和流量函数计算模块，能够通过计算得到总的肺活量值和实时的流量曲线，并通过液晶显示屏显示。

根据上述方案，所述流量测量模块包括处理器和数模转换器，能够通过处理器采集接收压差式流量传感器传输过来的压强模拟信号并处理，通过数模转换器能够转换成压差数字信号并传输给主控电路。

根据上述方案，所述电源组件包括锂电池支架与锂电池，锂电池通过锂电池支架安装于容置腔内，并与PCB控制主板电连接，容置腔内还设有与锂电池配合的无线充电模块。

根据上述方案，所述无线充电模块包括磁铁铁片与充电线圈，磁铁铁片与充电线圈配合固定于容置腔内，并与锂电池对应，用于对锂电池进行无线充电。

根据上述方案，所述胆管的第一端设有进气口，胆管的第二端设有出气口，外壳组件的第一端设有与进气口配合卡位的第一插孔，外壳组件的第二端设有与出气口配合卡位的第二插孔。

根据上述方案，所述容置腔内还设有用于与上位机无线通讯连接的无线通讯模块，无线通讯模块包括2.4G通信模块、或者Wifi通讯模块、或者蓝牙通讯模块。

根据上述方案，所述外壳组件上设有控制按键，控制按键与PCB控制主板上的控制开关对应。

根据上述方案，所述外壳组件包括弧形底盖与弧形面盖，弧形底盖与弧形面盖固定连接，弧形底盖和弧形面盖之间形成有弧形的容置腔。

本实用新型有益效果：

1)提高了肺活量测试仪的测量精度，方便使用者在测试时能够实时观察自己的肺活量吹气曲线，更好的把控、提高肺活量的测量成绩；

2)内置无线充电模块，提高充电效率和安全性；

3)内置无线通讯模块，可收集学生的肺活量数据，上报至学校或市级教育部门物联网云平台、或者国家教委的物联网云平台。

附图说明

图1是本实用新型整体结构爆炸图；

图2是本实用新型无线充电模块充电原理简图。

图中：1、弧形底盖；2、磁铁铁片；3、充电线圈；4、胆管；41、节流孔；42、进气口；43、出气口；5、压差式流量传感器；6、弧形面盖；7、镜片；8、液晶显示屏；9、PCB控制主板；10、锂电池支架；11、锂电池；12、控制按键；13、第二插孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1所示，本实用新型所述一种高精度电子肺活量测试仪，用于测试人体的肺活量，包括外壳组件、吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板9，外壳组件内设有容置腔，吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板9均安装于容置腔内，吹气组件包括胆管4和压差式流量传感器5，胆管4上设有节流孔41，压差式流量传感器5安装于胆管4上，压差式流量传感器5位于节流孔41的上方，并与节流孔41相连，用于测量节流孔41前后的气体压力差，并将气体压力差转换成压强模拟信号，压差式流量传感器5电连接于PCB控制主板9，用于将压强模拟信号传输给PCB控制主板9，PCB控制主板9上设有主控电路、流量测量模块以及存储模块，流量测量模块用于采集接收压差式流量传感器5传输过来的压强模拟信号，并转换成压差数字信号传输给主控电路，主控电路能够将压差数字信号保存至存储模块中。以上构成本实用新型基本结构。

在本实施例中，所述显示组件包括镜片7、液晶显示屏8以及液晶显示屏支架，镜片7安装于外壳组件上，液晶显示屏8通过液晶显示屏支架安装于容置腔内，并与PCB控制主板9的存储模块电连接。

需要说明的是，液晶显示屏8可显示被测者信息、被测者吹气时的实时强度波动曲线以及肺活量实时数值等。

在本实施例中，所述存储模块包括压差和流量函数计算模块，能够通过计算得到总的肺活量值和实时的流量曲线，并通过液晶显示屏8显示。

在本实施例中，所述流量测量模块包括处理器和数模转换器，能够通过处理器采集接收压差式流量传感器5传输过来的压强模拟信号并处理，通过数模转换器能够转换成压差数字信号并传输给主控电路。

在本实施例中，所述电源组件包括锂电池支架10与锂电池11，锂电池11通过锂电池支架10安装于容置腔内，并与PCB控制主板9电连接，容置腔内还设有与锂电池11配合的无线充电模块。

在本实施例中，所述无线充电模块包括磁铁铁片2与充电线圈3，磁铁铁片2与充电线圈3配合固定于容置腔内，并与锂电池11对应，用于对锂电池11进行无线充电。充电原理：如图2所示，电源经过振荡电路产生所要频率方波，放大电路对方波放大功率输出到发射线圈发射对应频率，接收线圈(充电线圈3)接收到交流电能，经过整流滤波电路输出直流电，再给充电控制供锂电池11充电，采用无线充电模式，增加了充电的效率和安全性。

在本实施例中，所述胆管4的第一端设有进气口42，胆管4的第二端设有出气口43，外壳组件的第一端设有与进气口42配合卡位的第一插孔，外壳组件的第二端设有与出气口43配合卡位的第二插孔13。

在本实施例中，所述容置腔内还设有用于与上位机无线通讯连接的无线通讯模块，所述无线通讯模块包括2.4G通信模块、或者Wifi通讯模块、或者蓝牙通讯模块。可使高精度电子肺活量测试仪同时实现无线通讯，连接上位机实现测试数据的实时上传。

实际应用中，本发明所述的高精度电子肺活量测试仪可收集学生的肺活量数据，上报至学校或市级教育部门物联网云平台、或者国家教委的物联网云平台。

在本实施例中，所述外壳组件上设有控制按键12，控制按键12与PCB控制主板9上的控制开关对应。

在本实施例中，所述外壳组件包括弧形底盖1与弧形面盖6，弧形底盖1与弧形面盖6固定连接，弧形底盖1和弧形面盖6之间形成有弧形的容置腔。

本实用新型通过将显示组件与测试主机结合一体，被测者可直观的观察实时的测试结果与吹气强度曲线。通过压差式流量传感器5，测量患者呼出或吸入的气体的流量及容量，根据时间-容积曲线和流量-容积曲线，分析得出人体呼吸生理的肺通气指标，如慢肺活量、自主通气量以及用力肺活量等参数。高精度电子肺活量测试仪按物理学定律，设某一瞬间的流体流量为Q，一定时间t内流过的流体的体积为V，则V＝∫Qdt或Q＝dV/dt；而由流经截面积A的流体流量Q及吸/呼气体时间t可求出吸/呼气容量V。

压差式流量传感器5测量原理如下：测试仪利用在一定阻力的流通管道中气流的压力P变化与流量的依从关系测定流量R＝ΔP/ΔQ。其中，压差式流量传感器5包括两部分：已知阻力或阻力曲线的流量压力变换器，实现气体流量与压差的一次变换，根据流经该变换器的气体流量大小不同，变换器两端敏感处相应的压力差，即压差信号产生相应变化。压差式流量传感器5将与流量成一定比例关系的压差信号转换成一定的电信号，经处理后以数字和曲线图形显示。

高精度电子肺活量测试仪通过上述分段多项式函数达到了测量计算精度高和速度快的技术效果；通过上述多短分项式函数计算，可实时显示被测者测试时的气体强度波动曲线，帮助被测者更好的把控吹气的节奏；通过上述多短分项式函数计算，可实时显示被测者当前的肺活量测试值。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度电子肺活量测试仪，用于测试人体的肺活量，其特征在于：包括外壳组件、吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板(9)，所述外壳组件内设有容置腔，所述吹气组件、电源组件、显示组件以及PCB控制主板(9)均安装于容置腔内，

所述吹气组件包括胆管(4)和压差式流量传感器(5)，所述胆管(4)上设有节流孔(41)，所述压差式流量传感器(5)安装于胆管(4)上，所述压差式流量传感器(5)位于节流孔(41)的上方，并与节流孔(41)相连，用于测量节流孔(41)前后的气体压力差，并将气体压力差转换成压强模拟信号，所述压差式流量传感器(5)电连接于PCB控制主板(9)，用于将压强模拟信号传输给PCB控制主板(9)，

所述PCB控制主板(9)上设有主控电路、流量测量模块以及存储模块，所述流量测量模块用于采集接收压差式流量传感器(5)传输过来的压强模拟信号，并转换成压差数字信号传输给主控电路，所述主控电路能够将压差数字信号保存至存储模块中。

2.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述显示组件包括镜片(7)、液晶显示屏(8)以及液晶显示屏支架，所述镜片(7)安装于外壳组件上，所述液晶显示屏(8)通过液晶显示屏支架安装于容置腔内，并与PCB控制主板(9)的存储模块电连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述存储模块包括压差和流量函数计算模块，能够通过计算得到总的肺活量值和实时的流量曲线，并通过液晶显示屏(8)显示。

4.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述流量测量模块包括处理器和数模转换器，能够通过处理器采集接收压差式流量传感器(5)传输过来的压强模拟信号并处理，通过数模转换器能够转换成压差数字信号并传输给主控电路。

5.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述电源组件包括锂电池支架(10)与锂电池(11)，所述锂电池(11)通过锂电池支架(10)安装于容置腔内，并与PCB控制主板(9)电连接，所述容置腔内还设有与锂电池(11)配合的无线充电模块。

6.根据权利要求5所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述无线充电模块包括磁铁铁片(2)与充电线圈(3)，所述磁铁铁片(2)与充电线圈(3)配合固定于容置腔内，并与锂电池(11)对应，用于对锂电池(11)进行无线充电。

7.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述胆管(4)的第一端设有进气口(42)，所述胆管(4)的第二端设有出气口(43)，所述外壳组件的第一端设有与进气口(42)配合卡位的第一插孔，所述外壳组件的第二端设有与出气口(43)配合卡位的第二插孔(13)。

8.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述容置腔内还设有用于与上位机无线通讯连接的无线通讯模块，所述无线通讯模块包括2.4G通信模块、或者Wifi通讯模块、或者蓝牙通讯模块。

9.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述外壳组件上设有控制按键(12)，所述控制按键(12)与PCB控制主板(9)上的控制开关对应。

10.根据权利要求1所述的一种高精度电子肺活量测试仪，其特征在于：所述外壳组件包括弧形底盖(1)与弧形面盖(6)，所述弧形底盖(1)与弧形面盖(6)固定连接，所述弧形底盖(1)和弧形面盖(6)之间形成有弧形的容置腔。

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