RU1821138C

RU1821138C - Устройство дл измерени параметров выдоха

Info

Publication number: RU1821138C
Authority: RU
Inventors: Николай Дмитриевич Алтухов; Дмитрий Владимирович Дятлов; Юрий Анатольевич Поляков; Александр Юрьевич Тищенко
Original assignee: Н.Д.Алтухов, Д.8.Д тлов, Ю. А.Пол ков иА.Ю.Тищенко
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1993-06-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к медицинской технике. Сущность: устройство содержит приемник выдыхаемого воздуха JI с неподвижной турбинкой 2 и S закрепленной в подшипниках 3 вертушкой 4. На заборнике размещен излучатель 5, приемник 6 оптического излучени и патрубок 7 дл отбора пробы воздуха через датчик концентрации Оа8, кювету датчика концентрации СОз 9 с пймощью микрокомпрессора 10, Датчик 8 содержит пористую мембрану 11, отдел ющую газовую полость от жидкостной,« которой размещены электроды 12. Датчик СОг включает инфракрасный излучатель 13, модул тор 14, приводимый во вращение двигателем 15, оптический фильтр 16, пироэлектрический приемник ИК-излучени 17, а также синх- роприемник 18, расположенный в кювете 9. Цель - повышение быстродействи . 1 ил. do N 16 г GO GO С 10 I

Description

Изобретение относитс к медицинской технике, к средствам определени параметров выдоха человека,

Цель изобретени - достижение требуемого быстродействи и обеспечение возможности определени реального изменени параметров выдоха во времени.

Сущность изобретени по сн етс чертежом .

Устройство содержит приемник выдыхаемого воздуха 1 с неподвижной турбин- кой 2 и закрепленной в подшипниках 3 вертушкой 4. На заборнике размещен излучатель 5, приемник 6 оптического излучени и патрубок 7 дл отбора пробы воздуха через датчик концентрации 02 8, кювету датчика концентрации СОг 9 с помощью микрокомпрессора 10. Датчик 8 содержит пористую мембрану 11. отдел ющую газовую полость от жидкостной, в которой размещены электроды 12. Датчик СОа включает инфракрасный излучатель 13, модул тор 14, приводимый во вращение двигателем 15. оптический фильтр 16, пироэлектрический приемник ИК-излучени 17, а также синх- роприемник 18, расположенный в кювете 9.

Блок измерени скорости выдоха включает блоки 20-25. Блок измерени концентрации 02 аключает блоки 26-27. Блок измерени концентрации С02 включает блоки 28-36.

Выход приемника 6 подключен через предусилитель 20, выполненный на 140УД7, компаратор 21 на 140УД7, блок преобразовани 22 на 561ЛА7, формирователь короткого импульса 23 на 561ТМ2, сглаживающий фильтр 24 к оконечному усилителю 25 на 140УД7.

Выход датчика 8 подключен через предварительный усилитель 26 на 140УД6 к оконечному усилителю 27 на 140УД7.

Выход приемника 17 подключен через усилитель 28 на 544УД2, буферный усилитель 29 на 140УД7, синхродетектор 30 на 561КТЗ, дифференциальный усилите/и. 35 на 544УД1, устройство выборки и дифференциальный усилитель 35 на 544УД1, устройство выборки и хранени 34 на 561 КТЗ к оконечному усилителю 36 на 140УД7, при этом выход синхроприемника 18 подключен через предусилитель 32 на 140УД7, формирователь строба 31 на 561ЛА7 ко второму входу синхродетектора 30 и через формирователь короткого импульса 33 к устройству выборки и хранени 34.

Выходы оконечных усилителей подключены к ЭВМ. Питание схемы обеспечивает блок 19.

Устройство работает следующим образом .

Выдыхаемый воздух попадает в прием ,ник 1 и с помощью турбинки 2 начинает

. совершать вращение внутри заборника, чем

приводит во вращение вертушку 3, при этом

часть пробы воздуха отбираетс через патрубок 7, датчик р2 8 и кювету 9 микрокомпрессором 10. Вертушка перекрывает световой поток, создаваемый источником 5, на выходе приемника 6 при этом по вл ютс импульсы напр жени , усиливаемые . предусилителем 20, которые преобразуютс с помощью блоков 21, 22 в последовательность цифровых импульсов. Частота этих импульсов линейно зависит от скорости по5 тока. В блоках 23,24 эта частота преобразуетс в напр жение.

При прохождении пробы воздуха через датчик 8 кислород диффундирует через полупроницаемую мембрану и восстанавлива0 етс на одном из электродов. Протекающий при этом в растворе электролита ток пропорционален концентрации Оз в пробе. С помощью блока 26 ток преобразуетс в напр жение , усиливаемое усилителем 27,

5 Проход щий через кювету 9 поток инфракрасного излучени от источника 13 поглощаетс фильтром 16 во всем диапазоне кроме узкой спектральной полосы в области 4,3 мкм, котора соответствует полосе по0 глощени СОа, при этом изменение регистрируемого приемником 17 сигнала пропорционально концентрации СОг в кювете . Сигнал на выходе усилител 29 переменный , дл преобразовани его в

5 посто нный служат блоки 30, 34. Положительные и отрицательные полуволны сигнала накапливаютс синхродетектором 30 и складываютс дифференциальным усилителем 35. Сигналом с синхроприемника 18,

0 преобразованным блоком 31 в последовательность стробов, управл етс синхродетектор 30 и через блок устройство выборки и хранени 34, служащее дл даль- нейшего улучшени отношени сиг5 нал/шум.

Усилители 25,27 и 36 служат дл установлени оптимального уровн сигнала перёд аналого-цифровым преобразованием с целью устранить вли ние цифровых

0 шумов.

Определение абсолютных значений . концентраций газов производитс с помощью пропускани через прибор воздушной смеси с известной концентрацией

5 газов. Калибровка датчика скорости производитс пропусканием через заборник известного объема воздуха.

Все математические операции по расчету параметров выдоха производ тс в ЭВМ на основе измеренных величин.

Предложенное техническое решение по равнению с прототипом обеспечивает регистрацию мгновенных значений скорости выдоха, концентрации С02 и Оз, обладает быстродействием 0,1с при отношении сиг- 5 нал/шум не менее 50 (точность измерени

2%).

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени параметров 10 выдоха, содержащее приемник выдыхаемого воздуха, датчик скорости выдоха, датчик концентрации 02, датчик концентрации С02, соединенные соответственно через блок измерени линейной скорости выдоха, 15 блок измерени концентрации Ог, блок измерени концентрации С02 с блоком обработки результатов исследовани и регистрации параметров выдоха, при этом датчик концентрации СОг содержит источ- 20 ник инфракрасного излучени , модул тор. измерительную кювету, приемник излучени , соединенные последовательно, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи , оно включает микропро- 25 цессор, соединённый с датчиком концентрации Ср2. причем датчик скорости выдоха выполнен оптическим, датчик концентрации 02 выполнен электрохимическим с мембраной , коэффициент диффузии которой 6,5х10 6см2/с. датчик концентрации С02 дополнительно имеет синхроприемник. установленный внутри измерительной кюветы, а приемник излучени выполнен пироэлектрическим с фильтром на входе, блок измерени линейной скорости выдоха содержит предусилитель, компаратор, блок преобразовани , формирователь короткого импульса , сглаживающий фильтр и оконечный усилитель, соединенные последовательно, блок измерени концентрации 02 содержит предусилитель, соединенный с оконечным усилителем, блок измерени концентрации С02 содержит предварительный усилитель синхроприемника, формирователь строба, формирователь короткого импульса, устройство выборки и хранени и оконечный усилитель, соединенные последовательно, а также предварительный усилитель, буферный усилитель, синхродетектор, дифференциальный усилитель, соединенные последовательно, при этом выход формировател строба соединен с вторым входом синхродетектора, выход дифференциального усилител соединен с вторым входом устройства выборки и хранени .