[实用新型]一种电子式肺活量计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量人体肺活量的测量仪，特别涉及一种电子式肺活量计。

背景技术

肺活量是评定人体健康状况的重要参数之一，传统的机械式肺活量计主要缺陷是体积大、灵敏度低和测量精度低，并且无法检测流量随时间变化的情况。近年出现了几种电子式肺活量计，如孔板式和文丘里管式肺活量计，它们通常由节流装置、压力传感器、模拟电路、A/D转换电路、单片机、电子显示装置连接而成。这些肺活量计比传统肺活量计的测量精度提高了很多，但它们仍然存在以下缺点：节流装置的结构比较复杂，局部阻力较大；没有温度补偿功能，测量结果受到温度变化的影响，需要额外安装压力传感器，成本较高。

发明内容

本实用新型正是为了克服现有肺活量计中存在的不足之处而开发的，旨在向市场提供一种结构简单，阻力损失小，有温度补偿功能，测量精度高，成本较低且轻巧便携的新型电子式肺活量计。

本实用新型的电子式肺活量计，主要包括流通管、A/D转换电路、单片机和数字显示装置，其特征在于在流通管的中心轴线上安装了由金属支架固定的作为气体流速传感器和温度补偿传感器的热敏电阻；所述两个传感器分别接入到惠氏电桥的两个桥臂中，惠氏电桥的输出端与伺服放大器相连，伺服放大器的输出端与A/D转换电路相连。A/D转换电路的输出接入单片机进行积分运算后在显示器上显示出结果。通常，温度补偿传感器的温度系数应高于气体流速传感器的温度系数。

为了防止呼出的气体的唾液和水气对传感器的污染，可以通过软管在流通管的进气口连接一个气体过滤干燥装置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：由于使用了热敏电阻作为气体流速传感器和温度补偿传感器，并加装了气体过滤干燥装置，因此本实用新型具有气体阻力小，结构简单，动态相应好，灵敏度及测量精度高(测量误差小于1％F·S)等优点，不仅测量结果不受温度变化的影响；还可测量流量随时间的变化情况；并且可以防止呼出的唾液和其他水性气体对传感器的污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2是电子式肺活量计的测量原理示意图。

具体实施方式

本实用新型的电子式肺活量计如图1所示，由流通管7、气体流速传感器6、温度补偿传感器5、集成电路板4、数子显示装置3连接而成。集成电路板4包括惠氏电桥、伺服放大器、A/D转换电路、单片机。气体流速传感器所使用的热敏电阻型号是PSB-S7，电阻值为3.0kΩ，温度系数为30欧姆/度；温度补偿传感器所使用的热敏电阻型号是PSB-S5，电阻值为5.0kΩ，温度系数为50欧姆/度，它们由铜管或其他金属管固定在流通管的中心轴线上。惠氏电桥中的电阻值为R1＝3.4kΩ，R2＝3.7kΩ，R＝5.1kΩ，R3＝5.8kΩ，集成电路板和数字显示装置被安装在两传感器支架伸出一侧的管壁外。电路中的输出电压经过A/D转换和积分运算后可以得到实际的肺活量值并显示出来。

此外，在实际使用中，为了防止人体呼出气体中的唾液、水性物质对传感器的污染，可以在流通管的进气口加装气体过滤干燥装置8，该装置中装有粒径为1mm的硅胶颗粒干燥剂和吸附剂1，并通过软管2连接到流通管上。

图2是电子式肺活量计的测量原理图。开始测量时，由于气体的流动，气体流速传感器的温度和电阻值将发生改变，这种改变立即导致电桥偏离平衡，从而输出不平衡信号。这个不平衡信号经过放大以后又反馈到电桥中，抑制电阻的温度改变，补偿热敏电阻的电阻值变化，从而使电桥平衡，使热敏电阻的温度和电阻值保持恒定。气体流速传感器下游的温度补偿传感器可以减少由于气流温度变化而引起的测量误差。电子肺活量计中采用A/D转换器将桥路输出电压转换成数字信号后送入单片机进行处理，通过积分运算可以得到人体肺活量的测量值，并利用数字显示装置给出测量结果。