KR20110053106A - An apparatus for sencing of respiration - Google Patents

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KR20110053106A
KR20110053106A KR1020090109927A KR20090109927A KR20110053106A KR 20110053106 A KR20110053106 A KR 20110053106A KR 1020090109927 A KR1020090109927 A KR 1020090109927A KR 20090109927 A KR20090109927 A KR 20090109927A KR 20110053106 A KR20110053106 A KR 20110053106A
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김명호
이광현
김동호
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(주)인포빌
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for sensing respiration is provided to help a user to accurately know health conditions by making sensed information a pattern by a certain period. CONSTITUTION: An apparatus for sensing respiration(40) comprises a mask body(41), an air filter(43), and a bio- sensor(45). The mask body surrounds a face with respiratory organs and is connected by a support band. The air filter is installed in the mask body. The bio-sensor is installed in a protective equipment body, and it detects the bio-information of a worker by sensing air flow due to worker breathing, oxygen and carbon dioxide in inhaling and exhaling.

Description

호흡측정장치{An apparatus for sencing of respiration}An apparatus for sencing of respiration

본 발명은 호흡측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사람의 호흡상태를 감지하여 생체정보를 획득하여 건강상태를 감시할 수 있는 호흡측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a respiratory measuring device, and more particularly, to a respiratory measuring device capable of monitoring a health state by obtaining a living body information by sensing a person's respiratory state.

사회가 발전하고 산업화되면서 산업시설 뿐만 아니라, 사회 시설 전반에 걸쳐서 유해한 작업환경에서 작업하는 작업자에 대한 안전사고가 자주 발생하고 있으며, 대표적인 곳이 맨홀 내부, 지하저장조, 가스 충전소 등의 저장탱크, 집수정, 내부도색작업장 또는 기타 환기가 어려운 지하시설 내의 작업장 등이 있다.As society develops and industrializes, safety accidents frequently occur not only for industrial facilities but also for workers who work in hazardous working environments throughout the social facilities. Representative places are storage tanks, houses such as manholes, underground storage tanks, gas filling stations, etc. This may include fertilization, internal painting workshops or other places with poor ventilation.

예를 들어 대표적인 것이 지하에서 전기설비나 기타 관로설비 등의 작업을 위한 맨홀, 집수정 등이 있으며, 이러한 유해작업장의 내부에서 작업하는 작업자는 오존, 이산화질소, 아황산가스, 암모니아, 염산 등 다양한 유해가스의 발생으로 인하여 가스 중독, 호흡곤란 및 산소 결핍으로 인한 질식사 등으로 인한 인명피해를 입는 경우가 많다.For example, there are manholes and water collecting wells for the operation of electrical facilities and other pipeline facilities in the basement. Occasionally, people are suffering from gas poisoning, dyspnea and asphyxiation due to oxygen starvation.

이와 같이 맨홀 내부와 같은 유해작업장에서 안전사고가 발생하는 이유는 맨홀 내부의 상황을 외부에서 실시간으로 확인하기 어려우며, 외부에서 맨홀 내부환 경을 점검한 후 작업자가 진입하더라도 여러 가지 변수 및 작업종류(도색작업 등)에 따라서 내부 환경이 유해한 환경으로 변할 수 있기 때문에 작업자의 건강 상태가 급속도로 나빠질 수 있기 때문이다.The reason why a safety accident occurs in a hazardous workplace such as the inside of a manhole is difficult to check the situation inside the manhole in real time from the outside. This is because the worker's health may deteriorate rapidly because the internal environment may change into a harmful environment depending on the painting work.

또한, 상기와 같은 유해작업장 내에서 주로 작업하는 사람들은 오랜 시간 반복된 작업으로 인하여 밀폐된 공간 안에서의 유해 화학물질 및 가스로 인하여 건강에 장애를 가져올 우려가 있으므로, 작업자의 건강상태도 수시로 확인할 필요가 있다.In addition, people who work mainly in the hazardous workplace as described above may have a health hazard due to harmful chemicals and gases in a confined space due to repeated work for a long time, it is necessary to check the health status of the worker from time to time There is.

또한, 유해한 작업장 뿐만이 아니라, 병원이나 기타 요양시설 또는 일반 가정에서도 호흡상태를 통해서 건상상태를 확인할 수 있도록 하는 호흡측정장치가 보급될 수 있다면, 많은 사람들이 쉽게 건강상태를 체크할 수 있으며, 건강상태를 체크하여 건강상태가 악화되기 전에 미리 대비하여 위험상황을 피할 수 있을 것이다.In addition, if not only harmful workplaces, but also in hospitals or other nursing homes or homes can be supplied with a respiratory measuring device to check the health of the health through the breathing state, many people can easily check the state of health, Checking this will help you avoid risks in advance before your health worsens.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 착용한 상태에서 건강상태를 나타내는 중요한 요소인 호흡상태를 측정할 수 있는 호흡 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a respiration measuring device capable of measuring a respiratory state, which is an important factor indicating a state of health in a worn state.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 호흡 측정장치는, 착용자의 호흡기를 포함하는 안면을 감싸며 지지밴드에 의해 연결되는 마스크 몸체와; 상기 마스크 몸체에 설치되는 에어필터와; 상기 보호장치 몸체에 설치되며, 작업자의 호흡에 따른 공기의 흐름과, 들숨 및 날숨시 교환되는 산소 및 이산화탄소량을 감지하여 작업자의 생체정보를 감지하는 생체 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Respiratory measuring device of the present invention for achieving the above object, the mask body is wrapped around the face including the wearer's respirator and connected by a support band; An air filter installed in the mask body; It is installed on the body of the protective device, the flow of the air according to the breathing of the worker, and detects the biometric information of the operator by detecting the amount of oxygen and carbon dioxide exchanged during exhalation and exhalation; characterized in that it comprises a.

여기서, 상기 생체 감지센서는, 상기 마스크 몸체의 내부에 위치되며, 착용자의 생체정보를 감지하는 센서부와; 상기 마스크 몸체의 외부에서 상기 센서부와 착탈 가능하게 결합되며, 내부에 송/수신부를 가지는 몸체부;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the biometric sensor includes a sensor unit which is located inside the mask body and detects bio information of the wearer; It is preferable to include a; body portion detachably coupled to the sensor unit from the outside of the mask body, having a transmission / reception unit therein.

또한, 상기 센서부는, 상기 몸체부와 결합 및 분리 가능한 센서부 본체와; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 산소를 감지하는 제1감지부와; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 이산화탄소를 감지하는 제2감지부와; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 특정 가스를 감지하는 제3감지부와; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 착용 자의 들숨 및 날숨에 따른 공기 배출가속도를 통해 작업자의 호흡상태를 감지하는 호흡상태 감지부;를 포함하는 것이 좋다.In addition, the sensor unit, the sensor unit body that can be coupled to and separated from the body portion; A first sensing unit installed inside the main body of the sensor to sense oxygen in the mask body; A second sensing unit installed inside the main body of the sensor to sense carbon dioxide inside the mask body; A third sensing unit installed inside the sensor unit body to sense a specific gas in the mask body; It is preferred that the sensor unit is installed inside the main body is a breathing state detection unit for detecting the breathing state of the operator through the air discharge acceleration according to the inhalation and exhalation of the wearer;

또한, 상기 호흡상태 감지부는, 상기 센서부 본체에 형성되어 작업자의 날숨이 배출되는 배출구에 일부가 노출되게 설치되며, 상기 배출구를 통해 배출되는 공기와 직교하는 방향으로 배치되고, 공기 배출공기와 마주하는 배출구를 가지는 공기 유입관과; 상기 공기유입관에 연결되어, 상기 공기유입관을 통해 유입되는 공기의 압력을 감지하는 압력센서;를 포함하는 것이 좋다.In addition, the respiratory state detection unit is formed in the sensor unit main body is installed so that a part of the exhalation outlet discharged by the worker is exposed, disposed in a direction orthogonal to the air discharged through the discharge port, facing the air discharge air An air inlet pipe having an outlet; And a pressure sensor connected to the air inlet pipe and configured to sense a pressure of air introduced through the air inlet pipe.

본 발명의 호흡측정장치에 따르면, 착용자의 호흡상태를 감지하여 생체정보를 쉽게 획득할 수 있다. 즉, 호흡시 들숨 및 날숨의 교환주기, 날숨의 배출압력, 들숨 및 날숨시의 산소 및 이산화탄소량을 각각 감지하고, 감지된 정보들을 일정 주기별로 패턴화시켜서 그 패턴화된 정보를 근거로 하여 착용자의 건강상태를 보다 정확하게 확인할 수 있으며, 그 확인된 결과를 실시간으로 디스플레이부를 통해 확인하거나, 소리정보를 통해 확인할 수 있다.According to the breathing apparatus of the present invention, by detecting the wearer's breathing state it is possible to easily obtain biometric information. That is, the exhalation and exhalation cycle of exhalation, exhalation pressure, exhalation and exhalation of oxygen and carbon dioxide are respectively detected, and the detected information is patterned at regular intervals and the wearer is based on the patterned information. You can check the health status of the more accurately, the confirmed results can be confirmed in real time through the display, or through the sound information.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 호흡측정장치를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a breathing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1, 도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 호흡측정장치(40)는, 지지밴드(42)가 부착된 마스크 본체(41)와, 마스크 본체(41)에 설치된 에어필터(43), 마스크 본체(41)에 설치되는 생체 감지센서(45)를 구비한다.1, 2, and 3, the respiratory measurement device 40 according to the embodiment of the present invention includes a mask body 41 having a support band 42 and air provided in the mask body 41. The filter 43 and the biometric sensor 45 provided in the mask body 41 is provided.

상기 마스크 본체(41)는 예를 들어 방진마스크의 구성에 대응되는 구성으로서, 사람의 얼굴의 호흡기를 모두 덮도록 착용하는 것으로서, 사람의 얼굴에 밀착되어 결합될 수 있도록 사람의 얼굴 형상에 대응되게 형성되며, 유연한 재질로 형성된다.The mask body 41 is, for example, a configuration corresponding to the configuration of the anti-vibration mask, which is worn to cover all the respirators of the face of the person, so as to correspond to the shape of the face of the person so as to be in close contact with the face of the person. It is formed of a flexible material.

상기 에어필터(43)는 호흡 측정 대상자가 호흡할 때 유해가스나, 이물질 등 정확한 호흡상태를 측정하는데 방해가 되는 요소를 필터링하여 대상자에게 정화된 공기를 공급하여 호흡할 수 있도록 하는 것으로서, 한 쌍이 마스크 본체(41)의 전면 좌우에 각각 배치되게 설치될 수 있다.The air filter 43 is to allow breathing by supplying the purified air to the subject by filtering out elements that interfere with measuring the exact respiratory state such as harmful gases or foreign substances when the subject to breathe breathing, a pair of The front and rear surfaces of the mask body 41 may be disposed to be respectively disposed.

상기 생체 감지센서(45)는 마스크 본체(41)에 설치되는 것으로서, 센서부(110)와, 몸체부(120)로 구성된다. 센서부(110)와 몸체부(120)는 마스크 본체(41)를 사이에 두고 내부 및 외부에서 서로 결합될 수 있도록 결합부(111,121)를 가질 수 있다. 따라서 센서부(110)와 몸체부(120)를 쉽게 장착 및 분리할 수 있으며, 센서부(110)를 다양한 사양으로 교체하여 결합할 수 있는 이점이 있다. 또한, 센서부(110)와 몸체부(120)의 결합부(111,121)는 서로 나사 결합될 수 있도록 나사선이 형성된 구성을 가질 수도 있고, 이외에도 나사 결합 방식, 클립 결합방식 또는 후크 결합방식으로 결합되는 구성을 가질 수도 있다. 그리고 센서부(110)와 몸체부(120)의 결합시 양측이 단자에 의해 연결방식으로 서로 전기적인 접촉이 가능하도록 하는 구성을 가질 수 있다. 그리고 센서부(110)와 몸체부(120)는 서로간에 공기의 통과가 가능한 구조를 가지며, 몸체부(120)에는 센서부(110)로부터 배출되는 공기가 외부 즉, 대기중으로 나갈 수 있도록 하는 출구를 가질 수 있다. 상기 출구에는 이물질이나 먼지의 유입방지를 위한 망체가 구비될 수 있다.The biometric sensor 45 is installed in the mask body 41 and includes a sensor unit 110 and a body unit 120. The sensor unit 110 and the body unit 120 may have coupling units 111 and 121 so as to be coupled to each other inside and outside with the mask body 41 therebetween. Therefore, the sensor unit 110 and the body portion 120 can be easily mounted and separated, there is an advantage that can be combined by replacing the sensor unit 110 in various specifications. In addition, the coupling portions 111 and 121 of the sensor unit 110 and the body portion 120 may have a configuration in which a screw line is formed to be screwed together, and in addition to the screw coupling method, the clip coupling method, or the hook coupling method. It may have a configuration. In addition, when the sensor unit 110 and the body unit 120 are coupled to each other, the terminals may have a configuration to enable electrical contact with each other by a connection method. And the sensor unit 110 and the body portion 120 has a structure that allows the passage of air between each other, the body portion 120, the outlet to allow the air discharged from the sensor unit 110 to go to the outside, that is, the atmosphere It can have The outlet may be provided with a net for preventing the inflow of foreign matter or dust.

상기 센서부(110)는 기본적으로 생체정보(산소가스, 이산화탄소, 호흡 센서에 의한 호흡상태) 외에 기타 독성가스를 센싱할 수 있는 구성을 가진다. 구체적으로 센서부(110)는 그 내부에 산소를 감지하기 위한 제1감지부(112), 이산화탄소를 감지하기 위한 제2감지부(113)를 포함하여, 추가적으로 기타 독성가스를 감지하기 위한 제3감지부(114)를 구비할 수 있다. 또한 센서부(110)는 착용 대상자의 호흡 상태를 감지하기 위한 호흡상태 감지부(115)를 구비한다. 상기 제1 및 제2감지부(112,113)는 작업자의 호흡시 대기와 폐포 사이의 가스교환에 따른 산소와 이산화탄소의 농도를 감지하기 위한 것으로서, 센서부(110)의 본체(110a) 내부에 고정 설치될 수 있다. 그리고 상기 제3감지부(114)는 측정장소의 환경에 따라서 특별히 감지할 필요가 있는 특정 가스를 감지할 수 있도록 교체 가능한 구조를 가진다.The sensor unit 110 has a configuration that can sense other toxic gases in addition to the biological information (oxygen gas, carbon dioxide, breathing state by the breathing sensor) basically. Specifically, the sensor unit 110 includes a first detecting unit 112 for detecting oxygen therein and a second detecting unit 113 for detecting carbon dioxide, and further includes a third detecting unit for other toxic gases. The detector 114 may be provided. In addition, the sensor unit 110 includes a respiratory state detection unit 115 for detecting a respiratory state of the wearer. The first and second detectors 112 and 113 are for detecting the concentration of oxygen and carbon dioxide according to the gas exchange between the atmosphere and the alveoli during the worker's breathing, and are fixedly installed in the main body 110a of the sensor unit 110. Can be. In addition, the third detection unit 114 has a replaceable structure to detect a specific gas that needs to be specifically detected according to the environment of the measurement location.

상기 호흡상태 감지부(115)는 작업자의 호흡 상태를 감지하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 본체(41) 내부에서 작업자가 호흡 중에서 날숨시 센서부(110)에 형성된 배출구(116)를 통해 외부 즉, 몸체부(120) 쪽으로 배출되는 공기의 이동속도의 변화에 따른 압력차를 감지하기 위한 것으로서, 압력센서(115a)와, 상기 압력센서(115a)에 연결되며 상기 터널(116) 내부로 일부분이 노출되며 공기 유입구(h)를 가지는 공기 유입관(115b)을 구비한다.The respiratory state detection unit 115 is for detecting the respiratory state of the worker, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the sensor unit 110 when the worker exhales in the breath inside the mask body 41. In order to detect the pressure difference according to the change in the moving speed of the air discharged toward the outside, that is, the body portion 120 through the outlet 116 formed in the), to the pressure sensor 115a and the pressure sensor 115a The air inlet pipe 115b is connected to and partially exposed to the inside of the tunnel 116 and has an air inlet h.

상기 배출구(116)에는 착용자의 날숨 시에만 배출되는 공기 압력에 의해 개방되고, 들숨시에는 차단되는 개폐밸브(117)가 설치된다. 상기 개폐밸브(117)는 들 숨시에는 폐쇄되고, 날숨시에는 밀려서 회동되면서 배출구(116)를 개방시켜 날숨이 외부로 배출되도록 한다. 따라서 착용자가 호흡을 하는 동안 날숨시에는 체내에서 배출되는 공기와 함께 보호장치 몸체(41) 내부의 공기가 함께 상기 배출구(116)를 통해 배출되는데, 이때 배출구(116)의 공기 이동방향에 직교하는 방향으로 설치된 공기 유입관(115b)의 공기 유입구(h)로 공기가 유입되고, 유입된 공기압은 공기 유입관(115b)을 통해 압력센서(115a)의 센싱부(115c)로 전달된다. 따라서 센싱부(115c)에서 감지되는 압력을 근거로 하여 공기의 이동속도를 산출할 수 있게 된다. 그리고 공기의 이동속도와 측정되는 압력은 결국 호흡상태 즉, 날숨의 강도, 들숨과 날숨의 주기, 날숨과 들숨의 세기 등에 비례하므로, 착용자의 호흡주기, 호흡량 등에 대한 데이터를 일정 단위 주기별로 획득할 수 있게 되어, 착용자의 호흡상태로부터 건강상태를 예측할 수 있게 된다.The outlet 116 is provided with an open / close valve 117 that is opened by the air pressure discharged only when the wearer exhales and is blocked when inhaled. The on-off valve 117 is closed at the time of inhalation, while exhaled at the time of exhalation by opening the outlet 116 to allow the exhalation to be discharged to the outside. Therefore, when the wearer exhales while breathing, the air inside the protection body 41 together with the air discharged from the body is discharged through the outlet 116, which is orthogonal to the direction of air movement of the outlet 116. Air is introduced into the air inlet (h) of the air inlet pipe (115b) installed in the direction, and the introduced air pressure is transmitted to the sensing unit (115c) of the pressure sensor (115a) through the air inlet pipe (115b). Therefore, the moving speed of the air can be calculated based on the pressure sensed by the sensing unit 115c. In addition, the air movement speed and the measured pressure are in proportion to the breathing state, that is, the exhalation intensity, the exhalation and the exhalation cycle, the exhalation and the exhalation intensity, and thus, the data on the wearer's respiration cycle and the respiratory volume can be acquired at regular intervals. The health state can be predicted from the wearer's breathing state.

또한, 상기 제1 내지 제3감지센서(112,113,114) 모두 마스크 본체(41) 내부에서 착용자가 호흡하는 공기를 감지하여, 그 중의 산소, 이산화탄소 및 기타 가스의 농도를 감지할 수 있게 된다. 즉, 호흡시의 산소 및 이산화탄소의 양과, 농도와, 그 변화량을 감지함으로써 호흡상태를 보다 정확하게 확인할 수 있게 된다.In addition, the first to third detection sensors (112, 113, 114) can both detect the air breathed by the wearer inside the mask body 41, it is possible to detect the concentration of oxygen, carbon dioxide and other gases therein. In other words, by detecting the amount and concentration of oxygen and carbon dioxide during the respiration, the amount of change can be confirmed more accurately the respiratory state.

그리고 호흡상태 감지부(115)에서는 수시로 변화하는 배출공기의 압력변화를 통해서 작업자의 호흡 상태를 확인할 수 있는 정보를 획득하게 된다.In addition, the respiratory state detection unit 115 obtains information for checking the respiratory state of the worker through a change in the pressure of the discharged air, which changes frequently.

그리고 상기 제1 내지 제3감지센서(112,113,114) 및 호흡상태 감지부(115)에서 감지된 정보들은 필요한 정보 수집기 등으로 전송할 수 있도록, 상기 몸체부(120) 내부에는 송/수신부(121)가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 몸체 부(120) 내부에는 배터리(122)와, 회로제어부(123)가 설치될 수 있다. 상기 회로제어부(123)는 제1 내지 제3감지센서(112,113,114) 및 호흡상태 감지부(115)에서 감지된 정보들을 수집 및 필터링한 뒤, 필요한 정보들만은 상기 송/수신부(121)를 통해 전송되도록 제어할 수 있다.In addition, the transmitter / receiver 121 is installed inside the body 120 to transmit information detected by the first to third detection sensors 112, 113, 114, and the respiratory state detector 115 to a necessary information collector. It is preferable to be. In addition, a battery 122 and a circuit controller 123 may be installed in the body 120. The circuit controller 123 collects and filters information detected by the first to third detection sensors 112, 113, and 114 and the respiratory state detector 115, and then transmits only necessary information through the transmitter / receiver 121. Can be controlled.

또한, 몸체부(120)의 전면에는 디스플레이부(125)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 상기 디스플레이부(126)는 원 형상으로 형성되며, 바람직하게는 복수의 LED(125a,125b,125c)가 원호상으로 배치되어 각각의 LED의 점등 및 점등색에 따라서, 다양한 상태정보를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 시계방향으로 LED-1, LED-2, LED-3을 차례로 배치하고, LED-1은 전원의 온/오프 상태와, 배터리의 상태 등을 점등유무 및 점등색으로 나타낼 수 있으며, LED-2는 착용자의 호흡상태를 '상태 좋음 = 청색', " 보통 = 녹색", "경고 = 노란색", " 위험 = 적색" 등으로 표시할 수 있으며, LED-3은 LED-1, 및 LED-2와 함께 발광하여 위험상황, 경고/위험, 응급상황, 콜 상황 등을 각각의 점등색으로 점등되어 나타낼 수 있다.In addition, it is preferable that the display unit 125 is further installed on the front of the body portion 120. The display unit 126 is formed in a circular shape, preferably a plurality of LEDs (125a, 125b, 125c) are arranged in an arc shape can display a variety of status information according to the lighting and lighting color of each LED have. For example, LED-1, LED-2, and LED-3 are arranged in a clockwise direction, and LED-1 may indicate whether the power is on / off, the battery state, etc. in lighting or not, and the lighting color. LED-2 can display the breather's breathing status as 'Good Condition = Blue', "Moderate = Green", "Warning = Yellow", "Danger = Red", LED-3 is LED-1, and LED Flashes with -2 to indicate dangerous situation, warning / danger, emergency situation, call situation, etc.

상기와 같은 디스플레이부(125)의 구동은 회로제어부(123)에 의해 구동 제어되며, 이는 호흡상태 감지부(115)에서 감지된 정보를 근거로 제어하게 된다.The driving of the display unit 125 as described above is controlled by the circuit control unit 123, which is controlled based on the information detected by the respiratory state detection unit 115.

또한, 상기 몸체부(120)에는, 제어회로부(123)가 감지된 생체정보에 따라서 디스플레이부(125)를 통해 상태정보를 알리고, 위험한 상황인 경우에는 소리로 경고신호를 알릴 수 있도록, 음성출력부(24)가 그 내부에 더 설치되는 것이 좋다.In addition, the body portion 120, the control circuit unit 123 to inform the status information through the display unit 125 in accordance with the detected biometric information, in the case of a dangerous situation to output a warning signal by sound, voice output It is preferable that the portion 24 is further installed therein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 호흡측정장치(40)를 이용하여 착용자의 호흡을 측정함으로써, 착용자의 생체 감지정보 즉, 산소와 이산 화탄소의 변화량과, 호흡에 따른 압력변화량 등을 분석하여, 건강상태 즉, 생체 상태를 정밀 분석할 수 있는 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일정 주기단위로 측정된 생체정보를 통해서 착용자의 호흡에 따른 대기와 폐포 사이의 가스교환을 분석함으로써 착용자의 호흡 상태를 정밀 분석하고, 분석결과를 통해 착용자의 건강상태를 확인할 수 있다. 즉, 날숨과 들숨간의 시간에 따른 패턴변화와, 날숨시에 감지되는 날숨의 배출속도에 따른 압력변화 등을 통해서 착용자가 정상호흡 중인지, 빈호흡인지, 또는 호흡곤란상태 또는 무호흡 상태인지를 분석하여 판단할 수 있다. 정상호흡시에는 안정된 상태로 판단할 수 있고, 빈호흡시에는 신체를 움직이는 상태인 것으로, 호흡곤란 또는 무호흡 중인 경우에는 산소 결핍으로 판단할 수 있다.As described above, by measuring the wearer's breath using the breathing apparatus 40 according to an embodiment of the present invention, the wearer's biometric information, that is, the amount of change in oxygen and carbon dioxide, the amount of change in pressure according to breathing, etc. By analyzing the, it is possible to obtain data that can accurately analyze the state of health, that is, the living state. That is, as shown in Figures 4, 5 and 6, by analyzing the gas exchange between the alveoli and alveolar according to the wearer's breathing through the biometric information measured at regular intervals, and analyzes the breathing state of the wearer precisely, The analysis results can confirm the wearer's health. In other words, it is determined by analyzing whether the wearer is in normal breathing, poor breathing, or difficulty breathing or apnea through the change of the pattern according to the time between exhalation and exhalation, and the pressure change according to the discharge rate of the exhalation detected at the time of exhalation. can do. In normal breathing, it can be determined as a stable state, and during empty breathing, the body is in a moving state. In case of difficulty in breathing or apnea, it can be determined as oxygen deficiency.

또한, 날숨과 들숨의 패턴 및 산소와 이산화탄소의 농도 변화량을 통해서 서호흡인지, 과호흡인지, 뷸규칙 호흡인지, 과도 호흡인지 등을 확인할 수 있다. 서호흡인 경우에는 가스중독으로 판단할 수 있고, 과호흡에서 불규칙호흡으로 이어지는 단계와, 과도호흡 등은 작업자가 발작을 일으키거나 호흡을 멈추기 직전의 상황으로 매우 위험한 상황으로 판단할 수 있다.In addition, through the pattern of exhalation and exhalation and the concentration change of oxygen and carbon dioxide, it is possible to determine whether it is West breathing, hyperventilating, unregulated breathing, excessive breathing. In the case of Western breathing can be determined as gas poisoning, the step leading to irregular breathing from excessive breathing, and excessive breathing, such as the situation immediately before the worker causes seizures or stop breathing can be determined as a very dangerous situation.

여기서, 통상적으로 알려진 바에 의하면, 일호흡용적이 성인의 경우 500mL, 흡식예비용적 2,500 ∼ 3,500mL, 호식예비용적 1,200mL, 잔기용적 1,200mL이다. 그리고 1분 호흡용적(minute volume)을 기준으로 정상범위는 15 ∼ 20회/1min이다. 무호흡, 빈호흡은 30 ∼ 50회/min 이상이고, 서호흡은 10회/min 미만, 과호흡은 호흡회수와 깊이가 증가하게 된다.Here, as is commonly known, the tidal volume is 500 mL for adults, 2,500 to 3,500 mL for food preservation, 1,200 mL for food preservation, and 1,200 mL for residues. The normal range is 15 to 20 times / 1 min based on the minute volume. Apnea, poor breathing is more than 30 to 50 times / min, West breathing is less than 10 times / min, hyperventilation will increase the respiration frequency and depth.

이와 같이 호흡상태를 통해 획득한 생체정보를 분석함으로써 차용자가 정상상태인지, 활동 중인지, 휴식중인지, 산소 결핍 상태인지 등을 알 수 있게 된다.As such, by analyzing the biometric information acquired through the respiratory state, it is possible to determine whether the borrower is in a normal state, in an active state, at rest, or in an oxygen deficient state.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 폐부 용적과 이산화탄소의 관계를 그래프와 같이 분석함으로써, 정상적인 호흡 상태인지를 확인할 수 있다. 즉, 이산화탄소의 증감곡선을 나타내기 위하서는 최소 10회/Sec(100ms)의 센싱 주기를 가져야 하고, 이를 기준으로 평상시 정상 호흡시에는 12 ∼ 15회의 호흡주기를 갖게 되므로, 이를 통해 정상적인 호흡인지 아닌지를 판단할 수 있다.In addition, as shown in Figure 5, by analyzing the relationship between the lung volume and carbon dioxide as a graph, it can be confirmed whether the normal respiratory state. That is, in order to show the increase and decrease curve of carbon dioxide, it should have a sensing cycle of at least 10 times / Sec (100ms), and based on this, the normal breathing will have 12 to 15 breathing cycles. Can be determined.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 감지된 정보의 증폭 즉, 변화량이 미세하여 정확한 분석이 어려운 경우에는 미분 분석법을 활용하여 보다 정확하게 생체정보를 분석할 수 있게 된다.As shown in FIG. 6, when the amplification of the detected information, that is, the amount of change is minute, and accurate analysis is difficult, biometric information can be analyzed more accurately using differential analysis.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능하다 할 것이다.As mentioned above, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the claims. Various modifications and variations will be possible.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 호흡측정장치를 나타내 보인 사시도.1 is a perspective view showing a breathing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 생체 감지센서를 나타내 보인 도면.2 is a view showing the biometric sensor shown in FIG.

도 3은 도 2에 도시된 호흡상태 감지부를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the breathing state detection unit shown in FIG.

도 4 내지 도 6은 생체 감지센서에서 감지된 생체정보를 그래프로 나타내 보인 도면.4 to 6 are graphs showing the biometric information detected by the biometric sensor.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

40..호흡측정장치 41..마스크 몸체40. Breathing apparatus 41. Mask body

43..에어필터 45..생체감지센서43. Air filter 45. Biological sensor

110..센서부 120..몸체부110. Sensor part 120. Body part

Claims (4)

착용자의 호흡기를 포함하는 안면을 감싸며 지지밴드에 의해 연결되는 마스크 몸체와;A mask body surrounding the face including the wearer's respirator and connected by a support band; 상기 마스크 몸체에 설치되는 에어필터와;An air filter installed in the mask body; 상기 보호장치 몸체에 설치되며, 작업자의 호흡에 따른 공기의 흐름과, 들숨 및 날숨시 교환되는 산소 및 이산화탄소량을 감지하여 작업자의 생체정보를 감지하는 생체 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.It is installed on the body of the protective device, the flow of air according to the breathing of the worker, the biometric sensor for detecting the biometric information of the operator by detecting the amount of oxygen and carbon dioxide exchanged during inhalation and exhalation; breathing comprising a Measuring device. 제1항에 있어서, 상기 생체 감지센서는,The method of claim 1, wherein the biometric sensor, 상기 마스크 몸체의 내부에 위치되며, 착용자의 생체정보를 감지하는 센서부와;A sensor unit which is located inside the mask body and detects bio information of the wearer; 상기 마스크 몸체의 외부에서 상기 센서부와 착탈 가능하게 결합되며, 내부에 송/수신부를 가지는 몸체부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.Removably coupled to the sensor unit from the outside of the mask body, the body portion having a transmission / reception unit therein; breathing apparatus comprising a. 제2항에 있어서, 상기 센서부는,The method of claim 2, wherein the sensor unit, 상기 몸체부와 결합 및 분리 가능한 센서부 본체와;A sensor unit body coupled and detachable with the body portion; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 산소를 감지하는 제1감지부와;A first sensing unit installed inside the main body of the sensor to sense oxygen in the mask body; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 이산화탄소를 감지하는 제2감지부와;A second sensing unit installed inside the main body of the sensor to sense carbon dioxide inside the mask body; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 상기 마스크 몸체 내부의 특정 가스를 감지하는 제3감지부와;A third sensing unit installed inside the sensor unit body to sense a specific gas in the mask body; 상기 센서부 본체 내부에 설치되어 착용자의 들숨 및 날숨에 따른 공기 배출가속도를 통해 작업자의 호흡상태를 감지하는 호흡상태 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.And a breathing state detection unit installed inside the sensor unit to detect a worker's breathing state through the air discharge acceleration according to the inhalation and exhalation of the wearer. 제3항에 있어서, 상기 호흡상태 감지부는,According to claim 3, The respiratory state detection unit, 상기 센서부 본체에 형성되어 작업자의 날숨이 배출되는 배출구에 일부가 노출되게 설치되며, 상기 배출구를 통해 배출되는 공기와 직교하는 방향으로 배치되고, 공기 배출공기와 마주하는 배출구를 가지는 공기 유입관과;An air inlet pipe formed in the sensor unit so as to be partially exposed to an outlet through which the exhalation of the worker is discharged, disposed in a direction orthogonal to the air discharged through the outlet, and having an outlet facing the air outlet air; ; 상기 공기유입관에 연결되어, 상기 공기유입관을 통해 유입되는 공기의 압력을 감지하는 압력센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡측정장치.And a pressure sensor connected to the air inlet pipe and configured to sense a pressure of air introduced through the air inlet pipe.
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CN116773514A (en) * 2023-08-15 2023-09-19 之江实验室 Carbon dioxide detection device and protective facial mask

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