CN219319762U - 一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，包括带移动活塞的双气道气缸和推拉机构，推拉机构包括电机、连杆机构、限位装置和固定板，连杆机构包括第一连杆、第二连杆和曲柄，双气道气缸上分别设置有第一气孔和第二气孔，曲柄上开设有矩形开口，第二连杆通过连接机构和曲柄连接。本实用新型结构新颖，可模拟肺的整体结构；能够自动的模拟实现不同频率的进出气动作，进而满足体描箱需要多组气体变化频率的进行定标需求，也可方便的调整进出气量。

Description

一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置

技术领域

本实用新型涉及定标模拟肺装置技术领域，具体为一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置。

背景技术

体积描记法检查是完整的肺容量检查中非常重要的组成部分，目前认为体积描记法是检测肺容积最为准确的方法。体积描记法检测是基于波义耳定律，即在密闭和恒温的情况下，一定量的气体被压缩或膨胀后其体积会减少或增加，而气压的改变遵从于在任何时候压力与体积的乘积保持恒定的规律。用于实现该测量方法的仪器一般称为体描箱，体描箱测量箱内压力变化的传感器的精度和范围必须满足不大于±0.02kPa。温度变化可能会引起箱压约1.0kPa的上升，这需要箱压传感器的工作范围适当加大。体描箱的可控泄漏时间保持在10s左右最佳，这有助于减小因温度变化导致的缓慢气压升高的影响。由此可见体积描记法对箱体的密封性以及箱体内的压力传感器的精度有着极高的要求。

体积描记法通过体积描记箱(体积描记仪)进行检测的过程中，其中一个步骤为需要测量人体的胸腔变化量，具体为人体在密闭的环境下，在做体积描记法的过程中，呼吸气道不与箱外大气连通，受试者所有呼吸动作都在密封的箱体内部进行。测量肺容积的时候是需要在呼吸过程中对呼吸气道进行阻断，阻断过程中口测量口压和箱压的变化，从而得到肺容积的大小。体积描记法测试对体描箱的密封性要求很高，并且对测试箱内气体压力传感器的精度和准确性要求也很高，这时就需要一个模拟设备定期对这体描箱体的气体压力传感器和测试结果进行标定和准确性验证，以确保肺功能检查结果的准确性。

模拟设备通过对箱体内打入一定量的气体根据波义耳定律P₁V₁＝P₂V₂，假设箱体气密性良好，我们可以得到P₁V₁＝(P₁+△P)(V₁+△V)，由于△P是一定量的气体，可人为控制，即已知；对于P₁，由于箱内压力传感器一直处于测量状态，可以知道打入气体前一刻的准确值；对于V₁，初始状态就为箱体容积，因为除了△P外均为已知数，所以△P可算得准确数据，这时通过观察箱内压力传感器的变化数值是否一致，即可达到检测箱体的气密性是否良好以及压力传感器是否准确的目的。

现有的模拟肺一般为简单的气筒，需要人为的控制活塞，通过推拉动作实现模拟人体在测量仪器中的呼吸动作，进而实现对仪器的标定作用。而这种人为的标定具有很多的随机性，同时无法实现精准的控制推拉气筒的频率，从而无法达到更精准的定标操作。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本实用新型的目的是模拟肺的整体结构；能够自动的模拟实现不同频率的进出气动作，进而满足体描箱需要多组气体变化频率的进行定标需求，也可方便的调整进出气量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，包括带移动活塞的双气道气缸和推拉机构，所述推拉机构包括电机、连杆机构、限位装置和固定板，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆和曲柄，所述电机固定安装在固定板的一侧，所述电机的输出端贯穿固定板并与曲柄的一端固定连接，所述限位装置安装在固定板的另一侧，所述第二连杆的一端与曲柄的另一端活动连接，所述第二连杆的另一端与第一连杆的一端活动连接，所述第一连杆的另一端贯穿限位装置并与双气道气缸的移动活塞连接，所述双气道气缸上分别设置有第一气孔和第二气孔。

优选的，所述曲柄上开设有矩形开口，所述第二连杆通过连接机构和曲柄连接，所述连接机构包括固定柱、螺母和移动块，所述移动块设置在曲柄的一侧，所述固定柱的一端依次贯穿矩形开口、移动块和曲柄，并与螺母连接。

优选的，所述移动块和曲柄为可拆卸连接。

优选的，所述限位装置通过螺丝安装在固定板的另一侧。

优选的，所述固定柱可在矩形开口的任意位置进行固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型为一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，为了方便体积描记法箱体的定标操作，通过该设备能够方便的自动的模拟出不同人群所对应的不同肺容腔变化体积以及呼吸的不同频率，无需人工就能够精准的控制小容积变化，以满足体描箱需要多组气体变化频率的进行定标需求；同时由于推拉机构的运动转化为直线机构末端的运动为正弦波，与人体平静呼吸时所输出波形一致，能更好的实现设备的测量；此外该设备还可用于其他肺功能仪器的检测，如改变曲柄半径大小，进而改变进出气量，外接上流量传感器进行小肺的定标。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为本实用新型展开的结构示意图；

图3为本实用新型俯视的结构示意图；

图4为本实用新型正视剖面的结构示意图；

图5为本实用新型安装在体描箱内部的结构示意图；

图6为本实用新型安装在体描箱外部的结构示意图。

附图标记中：1、电机；2、限位装置；3、固定板；4、第一连杆；5、第二连杆；6、曲柄；7、双气道气缸；8、第一气孔；9、第二气孔；10、矩形开口；11、固定柱；12、螺母；13、移动块。

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。

实施例

请参阅图1-4示，本实用新型提出了一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置的技术方案：一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，包括带移动活塞的双气道气缸7和推拉机构，推拉机构包括电机1、连杆机构、限位装置2和固定板3，连杆机构包括第一连杆4、第二连杆5和曲柄6，电机1固定安装在固定板3的一侧，电机1的输出端贯穿固定板3并与曲柄6的一端固定连接，限位装置2安装在固定板3的另一侧，第二连杆5的一端与曲柄6的另一端活动连接，第二连杆5的另一端与第一连杆4的一端活动连接，第一连杆4的另一端贯穿限位装置2并与双气道气缸7的移动活塞连接，具体的，移动活塞的运动最大范围是第一气孔8和第二气孔9之间，确保第一气孔8和第二气孔9工作时，一个进气一个出气；还包括控制模块，其实现模拟人体在箱体内测量进而达到对仪器进行定标的目的，控制模块用于控制电机的输出，进而控制双气道气缸7产生时间周期上为正弦波的进出气动作，通过对电机1的控制，实现对连杆机构往返的速度进行调整，进而实现双气道气缸7的往返打气，从而模拟人体在体积描记箱内的测量过程；双气道气缸7上分别设置有第一气孔8和第二气孔9，具体的，第一气孔8和第二气孔9分别连通到大气以及待测空间；通过调节曲柄6与第一连杆4连接处的位置，进而改变的旋转半径大小，进而达到改变双气道气缸进出气量。

请参阅图1-4所示，进一步的，曲柄6上开设有矩形开口10，第二连杆5通过连接机构和曲柄6连接，连接机构包括固定柱11、螺母12和移动块13，移动块13设置在曲柄6的一侧，固定柱11的一端依次贯穿矩形开口10、移动块13和曲柄6，并与螺母12连接。

在本实施例中，能够有效调节双气道气缸7上的移动活塞的运动行程。

请参阅图1-2所示，进一步的，移动块13和曲柄6为可拆卸连接。

在本实施例中，移动块13和曲柄6采用螺丝进行连接或其他连接结构均可。

请参阅图1-2所示，进一步的，限位装置2通过螺丝安装在固定板3的另一侧。

在本实施例中，通过设置螺丝进行连接，方便进行安装和拆卸。

优选的，固定柱11可在矩形开口10的任意位置进行固定。

在本实施例中，通过调整固定柱11的位置即可调整第一连杆4带动移动活塞运动的行程，也就是推拉的进气量或出气量。

具体测量实施方式如下：

当作为模拟肺进行测试时需分两种情况：

当将该装置安装置于体描箱内，如图5，第一气孔8通过体描箱上与外界气体的接口与外界大气连接，第二气孔9则与箱体内部连接。具体的工作过程：控制模块发送指令到电机1，进而驱动曲柄6匀速旋转，曲柄6带动第一连杆4和第二连杆5产生相应的动作，第二连杆5的末端产生时间周期上为正弦波的往复运动，在运动过程中带动双气道气缸7的移动活塞进行相应的动作；第二连杆5末端向右运动时，由于第二气孔9连接在箱内，即模拟人体在箱内呼出气体动作；同理向左运动时模拟吸入气体，从而实现压力传感器的定标、测试密闭性等功能。

当将该装置安装置于体描箱外，如图6，第一气孔8与箱体内部连接，第二气孔9则通过体描箱上与外界气体的接口与外界大气连接。具体的工作过程同上述相同；其中第二连杆5末端向右运动时，模拟人体在箱内吸入气体动作；向左运动时模拟呼出气体。

推拉机构中的曲柄6半径大小可以调整，进而实现调节第二连杆5末端的行程距离，即双气道气缸7内部活塞的行程距离，进而引起进出气气体总体积变化，起到模拟不同年龄段、不同生理状态、不同性别人体胸腔变化大小不同的作用，甚至也能模拟不同生物的呼吸。

(其他作用)该装备除了可以用作体积描记法肺功能定标体描箱外，还可以定标肺功能仪器中的流量传感器。将该装备的第一气孔8与肺功能检测流量传感器一端连接，另一端正常与大气相连，通过电机1往复运动来对流量传感器进行流量或容积的定标。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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 (5)

1.一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，其特征在于,包括带移动活塞的双气道气缸(7)和推拉机构，所述推拉机构包括电机(1)、连杆机构、限位装置(2)和固定板(3)，所述连杆机构包括第一连杆(4)、第二连杆(5)和曲柄(6)，所述电机(1)固定安装在固定板(3)的一侧，所述电机(1)的输出端贯穿固定板(3)并与曲柄(6)的一端固定连接，所述限位装置(2)安装在固定板(3)的另一侧，所述第二连杆(5)的一端与曲柄(6)的另一端活动连接，所述第二连杆(5)的另一端与第一连杆(4)的一端活动连接，所述第一连杆(4)的另一端贯穿限位装置(2)并与双气道气缸(7)的移动活塞连接，所述双气道气缸(7)上分别设置有第一气孔(8)和第二气孔(9)。

2.根据权利要求1所述的一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，其特征在于，所述曲柄(6)上开设有矩形开口(10)，所述第二连杆(5)通过连接机构和曲柄(6)连接，所述连接机构包括固定柱(11)、螺母(12)和移动块(13)，所述移动块(13)设置在曲柄(6)的一侧，所述固定柱(11)的一端依次贯穿矩形开口(10)、移动块(13)和曲柄(6)，并与螺母(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，其特征在于，所述移动块(13)和曲柄(6)为可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，其特征在于，所述限位装置(2)通过螺丝安装在固定板(3)的另一侧。

5.根据权利要求2所述的一种用于体积描记法测肺功能的定标模拟肺装置，其特征在于，所述固定柱(11)可在矩形开口(10)的任意位置进行固定。

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