KR20210012685A

KR20210012685A - 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치

Info

Publication number: KR20210012685A
Application number: KR1020190090825A
Authority: KR
Inventors: 이인표; 윤기상; 송창호
Original assignee: 브레싱스 주식회사
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-02-03
Also published as: KR102274713B1

Abstract

본 발명은 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 센서 부분과 호흡 기류가 이동되는 공기 유로 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 센서 및 공기 유로에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거할 수 있도록 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 관한 것이다.

Description

기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치{RESPIRATORY MEASURING DEVICE USING BAROMETRIC PRESSURE MEASUREMENT}

본 발명은 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 센서 부분과 호흡 기류가 이동되는 공기 유로 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 센서 및 공기 유로에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거하거나 본체별로 쉽게 교체하여 사용할 수 있도록 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 호흡량 검사에 사용되는 측정 장치는 두 가지 방식으로 분류된다. 첫 번째 방식은 폐의 팽창과 수축에 따른 변화, 즉 폐용적의 변화를 양적으로 측정하는 방식으로서, 미리 정해진 양식에 따라 피검사자가 호흡하는 동안 폐용적의 변화를 직접 측정하는 방식이다. 두 번째 방식은 피검사자가 숨을 쉬는 동안에 폐 내외로 유동하는 공기의 흐름을 감지 및 측정하여 호흡량을 측정하는 방식이다.

종래에는 호흡량 측정 방식으로 첫 번째 방식인 폐용적의 변화를 직접 측정하는 방식이 주로 사용되었으나, 사용되는 검사 장치의 구조가 복잡하고 이동에 따른 사용이 불편한 문제점이 있어, 근래에는 피검사자의 호흡에 따른 기류를 측정하는 방식 및 장치가 주로 이용되고 있다.

하지만, 상기한 기류를 측정하는 호흡 측정 장치는 대체로 내부 형태가 복잡하고, 크기가 매우 커 휴대가 불가능하여 집 또는 병원에서만 사용되는 문제점이 있다.

최근에는 황사, 중금속, 미세먼지에 의한 대기오염이 급증하고 있고 이러한 환경에서 영유아나 노약자는 호흡기 질환에 매우 취약하기 때문에 호흡량 측정을 통한 호흡기의 건강 상태를 지속적으로 점검하는 것이 매우 중요하다.

하지만, 병원이나 집을 벗어난 환경에서는 빠르고 간편하며 정확하게 피검사자의 호흡량을 측정하는 것이 거의 불가능하여 문제점으로 지적되고 있다.

또한, 종래의 호흡 측정 장치는 호흡 기류를 측정하는 센서와 호흡 기류가 이동되는 공기 유로가 일체형으로 형성되어 있어 세척이 곤란하여, 상기 센서와 공기 유로에 생성된 이물질을 제거하기 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록공보 제1070960호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 센서와 호흡 기류가 이동되는 공기 유로를 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 센서 및 공기 유로에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거할 수 있도록 하는 호흡 측정 장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 호흡 측정 장치의 공기 유로로 유입되는 호흡의 압력을 조절할 수 있도록 함으로서 사용자가 호흡 운동시 사용자의 건강 상태에 맞는 호흡 압력을 제공하여 사용자의 호흡 운동 효과를 높일 수 있는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 사용자의 호흡에 의해 발생되는 공기가 유입되어 이동되도록 내부에 공기 유로(110)가 형성되며, 상기 공기 유로(110)의 일부가 개구되어 형성되는 개구부(120)가 구비되는 제1 본체(100), 상기 제1 본체(100)에 탈착 가능하도록 형성되며 상기 제1 본체(100)에 형성되는 상기 개구부(120)를 폐쇄하도록 설치되는 제2 본체(200)를 포함하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치를 제공한다.

상기 제2 본체(200)는, 상기 공기 유로(110)를 이동하는 공기의 압력을 측정하는 기압측정 센서를 포함하는 호흡 측정 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 본체(100)의 상기 공기 유로(110) 내부에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 위치되며 공기 유로(110) 내에 흐르는 공기를 조여 일측 및 타측에 압력차를 발생시키는 오리피스(130)를 포함할 수 있다.

상기 공기 유로(110)의 내부 면에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 배치되는 제1 차압 생성 블록(A), 상기 공기 유로(110)의 내부 면에 구성되되, 상기 공기 유로(110)의 내부 면에서 상기 공기 유로(110)의 내부 중심 측으로 연장되고, 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 대응되도록 상호 마주보게 배치되는 제2 차압 생성 블록(B)을 포함할 수 있다.

제2 본체(200)의 내부에 탑재되되, 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)이 설치되어 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)을 작동시키는 회로기판(320)을 포함하여 구성될 수 있다.

이에 의해, 본 발명은 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 센서 부분과 호흡 기류가 이동되는 공기 유로 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 센서 및 공기 유로에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다. 호흡 압력 조절 유닛에 의하여 공기 유로로 유입되는 호흡의 압력을 조절함으로서 사용자가 호흡 운동시 사용자의 건강 상태에 맞는 호흡 압력을 제공할 수 있으므로 개별 사용자의 호흡 운동 효과를 높일 수 있다.

또한, 상기 서술한 것과 같이 공기 유로 형성 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 사용된 공기 유로 형성 본체 부분을 제거하고 새로운 공기 유로 형성 본체로 손쉽게 교체시켜 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 2는 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 제1 본체를 도시한 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 개략도이다.
도 4c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 개략도이다.
도 4d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 개략도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 호흡 측정 유닛을 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 호흡 측정 유닛을 도시한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 호흡 측정 유닛을 도시한 도면이다.
도 5d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치치의 호흡 측정 유닛을 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 제1 본체를 투영한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 호흡 압력 조절 유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 마우스피스를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 필터를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치의 호흡량 측정 원리를 도시한 도면이다.

본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,

사용자의 호흡에 의해 발생되는 공기가 유입되어 이동되도록 내부에 공기 유로(110)가 형성되며, 상기 공기 유로(110)의 일부가 개구되어 형성되는 개구부(120)가 구비되는 제1 본체(100),

상기 제1 본체(100)에 탈착 가능하도록 형성되며 상기 제1 본체(100)에 형성되는 상기 개구부(120)를 폐쇄하도록 설치되는 제2 본체(200)를 포함하게 된다.

이때 상기 제2 본체(200)는 상기 공기 유로(110)를 이동하는 공기의 압력을 측정하는 기압측정 센서를 포함하는 호흡 측정 유닛(300)을 포함하되, 상기 호흡 측정 유닛(300)은 상기 공기 유로(110)의 개구부(120)와 맞물려 상기 개구부(120)를 폐쇄시킴으로서 상기 공기 유로(110)를 밀폐시키는 것을 특징으로 한다.

먼저, 제1 본체(100)는 내부에 중공의 공기 유로(110)가 형성되는 부재로서, 일 측(도 1의 좌측, 공기 유입 측(111)) 및 타 측(도 1의 우측, 공기 배출 측)이 개방되어 공기 유로(110)가 외부와 연동되도록 형성된다.

그리고 제1 본체(110) 상부 측 일부가 제거되도록 형성되는 개구부(120)가 형성되어 공기 유로(110)의 상부 측 일부가 개방되도록 형성된다.

그리고 제2 본체(200)는 제1 본체(100)의 길이에 대응되는 길이를 갖도록 형성되어 그 하부가 제1 본체(100)와 탈착 가능하게 결합된다.

한편, 호흡 측정 유닛(300)은, 상기 서술한것과 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 공기 유로(110)의 개구부(120)에 대응되도록 형성되어 상기 제1 본체(100)와 제2 본체(200)의 결합에 의해 상기 공기 유로(110)의 개구부(120)를 폐쇄하도록 설치되는 호흡 측정 센서 모듈(310)을 포함한다.

호흡 측정 센서 모듈(310)은 제1 본체(100)의 개구부(120)에 대응되도록 형성되는 부재로서, 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)가 결합될 때 호흡 측정 센서 모듈(310)이 개구부(120)를 폐쇄하게 된다.

즉, 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 결합에 의해 호흡 측정 센서 모듈(310)이 개구부(120)를 메우게 되어 공기 유로(110)가 밀폐되는 것이다.

상기와 같이 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)가 완벽히 분리되도록 형성되고, 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 분리에 의해 공기 유로(110)의 일부가 개방 가능하기 때문에, 제1 본체(100)를 세척하여 공기 유로(110)의 내부 이물질을 손쉽게 제거할 수 있게 된다.

이때, 호흡 측정 센서 모듈(310)의 하단 면은 상기 공기 유로(110)의 상부 외측 면과 일 직선상에 위치되도록 배치된다.

호흡 측정 센서 모듈(310)에는 기압을 측정할 수 있는 압력센서 또는 기압측정 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다, 압력 센서 또는 기압측정 센서는 공기 흐름이 있을 때 오리피스 또는 제1, 2 차압 생성 블록으로 인하여 발생하는 기압의 변화를 측정할 수 있다. 기압의 변화를 측정함으로서 특정시간 동안 호흡 측정 장치의 공기유로를 지나는 공기량을 분석할 수 있다.

본 발명의 호흡 측정 센서 유닛(300)은, 제2 본체(200)의 내부에 탑재되되, 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)이 설치되어 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)을 작동시키는 회로기판(320)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 호흡 측정 센서 모듈(310)은 회로기판(320)에 설치되고, 회로기판(320)은 제2 본체(200)의 내부에 탑재된다.

호흡 측정 센서 모듈(310)은 제2 본체(200)와 제1 본체(100)가 결합할 때 호흡 측정 센서 모듈(310)이 제1 본체(100)의 개구부(120)를 폐쇄할 수 있도록, 제2 본체(200)에 노출되게 설치된다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 호흡 측정 센서 유닛(300)은 도 4b 및 5b에 도시된 바와 같이,

제1 본체(100) 및 제2 본체(200)의 결합에 의해 호흡 측정 센서 모듈(310)이 개구부(120)를 덮어 개구부(120)를 폐쇄할 시, 안정적으로 호흡 측정 센서 모듈(310)이 개구부(120)를 폐쇄하고, 쉽게 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 개구부(120) 일 면에 호흡 측정 센서 모듈(310)이 안착할 수 있는 안착면(121)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 대하여, 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)은 상기 안착면(121)에 안정적으로 안착 및 결합되어 개구부(120)를 폐쇄할 수 있되, 상기 안착면(121)의 면적과 대응되는 단턱(311)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 상기 공기 유로(110)는 도 4c 및 5c에 도시된 바와 같이 개구부(120)를 포함하되, 상기 회로기판(320)의 일부가 안착되어 결합될 수 있도록 하여 상기 공기 유로(110)의 개구부(120)와 호흡 측정 센서 유닛(300) 간의 결합력을 향상시키는 안착결합면(121a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 제 3 실시예에 따른 상기 공기 유로(110)는, 상기 개구부(120)에 호흡 측정 센서 모듈(310)에 의하여 폐쇄할 수 있되, 상기 안착결합면(121)에 상기 회로기판(320)이 안착되어 결합되므로써 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)이 개구부(120)를 폐쇄하는 것을 보조하며 공기 유로(110)의 개구부(120)와 호흡 측정 센서 유닛(300) 간의 결합력을 향상시켜 호흡 측정 센서 유닛(300)이 상기 공기 유로(110)로부터 쉽게 탈락 되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 제 3실시예는 상기 제 2 실시예의 단턱(311)과 상기 안착면(121)의 역할을 상기 회로기판(320)과 안착결합면(121a)의 구성으로 대체하여 수행하는 것이다.

본 발명은, 도 6a, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 본체(100)의 상기 공기 유로(110) 내부에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 위치되며 공기 유로(110) 내에 흐르는 공기를 조여 일측 및 타측에 압력차를 발생시키는 오리피스(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오리피스(130)는 공기 유로(110) 내에 압력차를 발생시켜 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)에서 압력차를 측정할 수 있도록 하여 압력을 측정하고 측정한 압력을 이용하여 공기 유로(110) 내의 공기 유량을 계측할 수 있다.

이에 대하여 상세히 설명하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자의 호흡에 의하여 공기 유로(110) 내에 공기 흐름이 발생되면, 공기 흐름 방향에 따라 일 측에는 기압이 발생하되 고기압(H)이 형성되고 타 측에는 와류가 발생되면서 저기압(L)이 형성하게 된다.

즉, 공기가 흐르는 방향으로 공기와 오리피스(130)가 접촉되는 지점에는 고기압(H)이 형성되고, 반대측 지점에는 저기압(L)이 형성된다.

이를 이용하여, 1차로 호흡이 없을 시의 공기 유로(110) 내 기압(압력)을 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)에서 측정하고, 2차로 호흡이 있을 시 호흡 측정 센서 모듈(310) 지점의 기압(압력)을 측정한 후, 측정된 기압이 고기압(H) 또는 저기압(L)인지를 판별하여 흡기 및 호기를 인식하고, 측정된 기압을 이용하여 공기 유량을 계산할 수 있게 된다.

이때, 상기 오리피스(130)는, 원통형으로 구성하게 되는데, 본 발명은 제2 실시예로 오리피스(130)를 제외한 구조로 도 6b에 도시된 바와 같이,

상기 공기 유로(110)의 내부면에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 배치되는 제1 차압 생성 블록(A),

상기 공기 유로(110)의 내부 면에 구성되되, 상기 공기 유로(110)의 내부 몇에서 상기 공기 유로(110)의 내부 중심 측으로 연장되고, 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 대응되도록 상호 마주보게 배치되는 제2 차압 생성 블록(B)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 제2 차압 생성 블록(B)의 역할을 보조 하기 위하여, 상기 공기 유로(110) 내부 면에 구성되되, 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 제2 차압 생성 블록(B)을 포함하는 동일 선상의 중심축을 기준으로 90°회전시킨 지점에 제3 차압 생성 블록(C)과 제4 차압 생성 블록(D)을 더 포함할 수 있다.

제 3 차압 생성 블록(C)과 제4 차압 생성 블록(D)은 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 제2 차압 생성 블록(B)의 역할을 보조하기 위한 구성으로, 상기 오리피스(130) 구조의 역할을 제1 차압 생성 블록(A) 및 제2 차압 생성 블록(B)에서 완벽히 대체하기 어려울 시 상기 제3 차압 생성 블록(C)과 제4 차압 생성 블록(D)을 더 추가하여 역할을 보조할 수 있도록 구성하게 되는 것이다.

상기 제1 ~ 4 차압 생성 블록은 소정 두께와 높이를 갖는 형상의 부재로서 본 발명에서는 사각형 형상의 부재로 구성하였으나, 반드시 사각형 형상이어야 하는 거을 아니며 후술하는 바와 같이 소정 두께와 높이로 차압을 생성할 수 만 있다면 형상은 다양하게 구성할 수 있을 것이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 제1 차압 생성 블록(A)은 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)의 일면에 위치할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 상기 제2 차압 생성 블록(B)은 상기 제1 차압 생성 블록(B)와 대응되도록 상호 마주보게 배치되며, 상기 제3 내지 제4 차압 생성 블록 또한 상기 제 2 실시예와 마찬가지로 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 상기 제2 차압 생성 블록(B)의 위치에 맞추어 위치하게 된다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 제1 차압 생성 블록(A)은 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)의 일측에 위치하되, 상기 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)가 결합될 때 호흡 측정 센서 모듈(310)과 함께 상기 개구부(120)를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 본 발명의 호흡 측정 유닛(300)이 사용자의 호흡량을 측정하는 원리에 대해 상세히 설명한다.

(V: 평균 유속, P: 압력, ρ: 유체의 밀도)

오리피스 관을 통과하는 부피 유량 Q와 차압(P₁- P₂)와의 관계는 다음과 같다.

따라서 P₁과 P₂를 알면 유량 Q를 구할 수 있다.

이때, 본 발명의 호흡 측정 센서 모듈(310)에서 공기 유로(110) 내 기준기압(P₁)을 측정하고, 사용자가 호흡을 할 시 변화되는 기압(P₂)을 이용하여 압력 차를 구할 수 있고, ρ₁는 공기 유로 내에 유입된 공기의 밀도이며, A₂는 오리피스의 단면적이고 A₁는 상류측 단면적으로 각각 값을 대입하면 유량 Q를 구할 수 있게 되는 것이다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명은 마우스피스(500)를 더 포함할 수 있는데 상기 마우스피스(500)는,

사용자가 입에 물고 호흡을 불어넣을 수 있도록 공기 유로(110)와 연결되는 호흡 공(520)이 형성된 부재로서, 일 측에 자성체(510)가 설치되어 마우스피스 결합 부재(400)의 급속체(410)와 탈착 가능하도록 결합된다.

상기와 같이 마우스피스가 탈착 가능하도록 결합되므로 호흡 공(520) 내부 및 필터(420)를 손쉽게 청소할 수 있게 된다.

여기서 자성체(510)와 급속체(410)는 마우스피스 결합 부재(400)와 마우스피스 상호간에 교차 배치가 가능하다.

한편 제1 본체(100)와 마우스피스(500) 사이에는 마우스피스 결합 부재(400)가 포함될 수 있다. 마우스피스 결합 부재(400)는 소정 두께를 갖는 플레이트로 마련되어 상기 제1 본체(100)의 공기 유로(110)의 유입 측(111)에 설치되어 마우스피스(500)와 결합된다(도 1 내지 도 2 참조). 이때, 마우스피스 결합 부재(400)의 일 측에는 마우스피스(500)와 결합하기 위한 금속체(410)가 형성되며, 공기 유로(110)의 유입 측(111)과 연동되도록 필터(420)가 형성(도 10 참조)된다. 상기한 필터(420)는 일반적인 금속망, 프리필터 등으로 마련되어 공기 유로(110)의 유입 측(111)으로부터의 이물질을 걸러내도록 설치된다. 마우스피스 결합 부재(400)는 제1 본체와 별도의 구성요소로 존재할 수 있지만 필요에 따라 제1 본체와 일체로 형성하는 것도 가능하다.

한편, 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치는 필요에 따라 유입되는 호흡 압력을 조절하기 위하여 호흡 압력 조절 유닛(600)을 더 포함할 수 있다.

호흡 압력 조절 유닛(600)은,

회전 부재(610), 회전축(620) 및 복수 개의 압력 조절 공(630)을 포함한다.

회전 부재(610)는 소정 두께를 갖는 원형의 플레이트로서 공기 유로(110)의 유입 측(111)과 마우스피스 결합 부재(400)의 사이에 배치될 수 있다.

이때, 회전 부재(610)의 중심부에는 회전축(620)이 형성되어 회전축(620)에 의해 회전 부재(610)가 회전 가능하도록 설치된다.

압력 조절 공(630)은 회전 부재(610)를 관통하도록 형성되는 홀로서, 복수개로 마련되어 회전축(620)을 중심으로 방사상으로 형성된다.

이때, 각 압력 조절 공(30)은 그 단면적이 각각 상이하도록 형성된다.

상기와 같이 구성되는 호흡 압력 조절 유닛(600)은 회전 부재(610)의 회전에 의해 각기 다른 압력 조절 공(630)이 공기 유로(110)와 연동되어 각 압력 조절 공(630)의 단면적에 따라 공기 유로(110)로 유입되는 호흡의 압력이 조절되게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치는 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 호흡 측정 센서 모듈(310)과 호흡 기류가 이동되는 공기 유로(110)를 별도로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 호흡 측정 센서 모듈(310) 및 공기 유로(110)에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다. 특히 사용자의 호흡이 직접 통과하는 제1 본체(100)가 분리 가능하게 구성됨으로서 세척이 매우 용이해지고, 제2 본체(200)의 호흡 측정 센서 모듈(310)이 감지부와 일체형으로 형성됨으로서 착탈이 반복되어도 센싱 오차가 거의 발생하지 않는 특유의 효과가 있게 된다.

한편 호흡 압력 조절 유닛(600)은 각 압력 조절 공(630)의 단면적에 따라 공기 유로(110)로 유입되는 호흡의 압력을 조절할 수 있으므로, 사용자가 호흡 운동시 사용자의 건강 상태에 맞는 호흡 압력을 제공할 수 있어서 개별 사용자의 호흡 운동 효과를 높일 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.

상기 서술한 구성 및 구성 간의 작용으로 인하여, 본 발명은 호흡 측정 장치를 소형화하여 집 또는 병원뿐만 아니라 언제 어디서든 피검사자의 호흡량을 측정할 수 있도록 하고, 호흡 기류를 측정하는 센서 부분과 호흡 기류가 이동되는 공기 유로 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 센서 및 공기 유로에 생성된 이물질을 손쉽게 세척하여 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다. 호흡 압력 조절 유닛에 의하여 공기 유로로 유입되는 호흡의 압력을 조절함으로서 사용자가 호흡 운동시 사용자의 건강 상태에 맞는 호흡 압력을 제공할 수 있으므로 개별 사용자의 호흡 운동 효과를 높일 수 있다.

또한, 상기 서술한 것과 같이 공기 유로 부분을 별도의 본체로 구성하여 탈착 가능하도록 함으로써, 사용된 공기 유로 부분을 제거하고 별도의 공기 유로 본체로 손쉽게 교체하여 사용하거나, 상기 공기 유로(110) 뿐만 아니라 제1 본체(100) 및 제2 본체(200)에 손상 및 이물질 오염 등의 문제가 있을 시 이를 쉽게 교체하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1 본체 110: 공기 유로
120: 개구부 130: 오리피스
200: 제2 본체 300: 호흡 측정 유닛
310: 호흡 측정 센서 모듈 311: 단턱
320: 회로기판 400: 마우스피스 결합 부재
410: 금속체 420: 필터
500: 마우스피스 510: 자성체
520: 호흡 공 600: 호흡 압력 조절 유닛
610: 회전 부재 620: 회전축

Claims

사용자의 호흡에 의해 발생되는 공기가 유입되어 이동되도록 내부에 공기 유로(110)가 형성되며, 상기 공기 유로(110)의 일부가 개구되어 형성되는 개구부(120)가 구비되는 제1 본체(100);
상기 제1 본체(100)에 탈착 가능하도록 형성되며 상기 제1 본체(100)에 형성되는 상기 개구부(120)를 폐쇄하도록 설치되는 제2 본체(200);를 포함하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 본체(200)는,
상기 공기 유로(110)를 이동하는 공기의 압력을 측정하는 기압측정 센서를 포함하는 호흡 측정 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치.
제1항에 있어서,
제1 본체(100)의 상기 공기 유로(110) 내부에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 배치되며 공기 유로(110) 내에 흐르는 공기를 조여 일측 및 타측에 압력차를 발생시키는 오리피스(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 본체(100)의 상기 공기 유로(110) 내부 면에 구성되되, 상기 개구부(120)와 인접하여 배치되는 제1 차압 생성 블록(A),
상기 공기 유로(110)의 내부 면에 구성되되, 상기 공기 유로(110)의 내부 면에서 상기 공기 유로(110)의 내부 중심 측으로 연장되고, 상기 제1 차압 생성 블록(A)과 대응되도록 상호 마주보게 배치되는 제2 차압 생성 블록(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치.
제1항에 있어서,
제2 본체(200)의 내부에 탑재되되, 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)이 설치되어 상기 호흡 측정 센서 모듈(310)을 작동시키는 회로기판(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기압 측정 방식을 이용한 호흡 측정 장치.