[实用新型]肺功能仪校准装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械的校验装置，特别是采用标准呼吸模拟器来校验的肺功能仪校准装置。

背景技术

在发达国家和地区，为了肺功能测试的标准化，强化肺功能测试的质量控制，先后制订了肺功能仪的质量检测标准，如美国胸腔协会(ATS)、欧洲呼吸学会(ERS)就相继制订了肺功能检测标准。这些标准的制订促进了肺功能仪的临床应用，为肺功能仪的质量控制提出了比较具体的要求。国外的肺功能实验室和厂家一般采用微机控制的活塞筒或者气泵作质量控制和校准，医疗机构一般采用固定体积(1-3L)的手动定标筒。在国内，肺功能测试开展比较晚，也有几家进行了相关研究，主要成果有中钢集团武汉安全环保研究院的呼吸模拟器(专利号：200720085143)和中国测试技术研究院电离辐射研究所的肺功能校准装置(专利号：200820063768)。不同的肺功能测试仪测试同一个病人，可能得到差异较大的结果，给临床诊断带来一定的困难。要解决这个问题必须要有标准的、适用的肺功能校准装置，所以肺功能仪研究的厂家，必定要进行肺功能校准装置的研究，因为目前国内还没有相关的成熟产品产生。

发明内容

本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种肺功能仪校准装置，实现气体在变流量情况下的累计流量控制，用于质量控制和计量校准，解决肺功能仪的量值传递和溯源的难题。

本实用新型的目的是这样达到的：

一种肺功能仪校准装置，由计算机、控制板、交流伺服电机控制器、交流伺服电机和活塞筒构成，其特征在于：计算机与控制板双向连接，控制板与交流伺服电机控制器双向连接、交流伺服电机控制器与交流伺服电机双向连接，交流伺服电机驱动活塞来完成运动控制，交流伺服电机的电机轴通过联轴器与活塞筒的大导程丝杠相连，为活塞筒内的活塞提供动力。

所述的活塞筒由滑筒、活塞、活塞杆、丝杠副联接件、丝杠副、轴承、联轴器、右支座、轴承座、限位块、滑轨、底座、左支座、大导程丝杠、右端盖、左端盖、导气管组成，滑筒固定在左端盖、右端盖之间，右端盖上的四个拉杆、右支座、左支座、滑轨分别固定在底座上，活塞固定在活塞杆一端且放置在滑筒内，活塞杆穿过左支座并通过丝杠副联接件与丝杠副相连，大导程丝杠通过轴承后与联轴器连接，完成运动的传递，轴承通过轴承座固定在右支座上，交流伺服电机通过右支座固定在底座上；限位块固定在丝杠副上且一端插入滑轨，活塞杆的运动方向由滑轨控制限位块的运动方向来保证，导气管安装在左端盖的侧面。

所述的控制板由单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD组成，气体流速和容量通过高速CPLD每10ms测量一次交流伺服电机内的编码器的输出结果作为每10ms变化的容量作为理论值。

所述的活塞杆上设有孔，为大导程丝杠运动时的位置避空。

本实用新型的计算机与控制板双向连接，控制板与交流伺服电机控制器双向连接、交流伺服电机控制器与交流伺服电机双向连接，交流伺服电机驱动活塞来完成运动控制。将数据由计算机一次性写入控制板，交流伺服电机控制器接收到控制板发出的指令后，给交流伺服电机发送指令，直接控制电机的正转反转，电机的转速和加减速等参数，电机的转动就带动大导程丝杠转动，从而控制活塞的运动，模拟呼吸状态。

控制板由单片机和CPLD组成，计算机将数据一次性写入或者存入单片机，单片机与CPLD双向连接进行信号传递，由CPLD给交流伺服电机控制器发送指令。

本实用新型的优点是：

1、结构简单、可靠，活塞筒模拟标准呼吸逼真、形象，解决了肺功能仪的量值传递和溯源的难题，实现了模拟呼吸。

2、大导程丝杠与交流伺服电机直接连接，提高了定位的精度，降低了装置的累计误差。

3、本实用新型在控制板控制下实现了气体在变流量情况下的累计流量控制，向肺功能仪提供标准的理想气体，用于肺功能仪的质量控制和计量校准。

4、在控制板的精密控制下，达到了复现气体的标准量值的要求。本实用新型在单片机软件建立呼吸的基本模型基础上，任意设置肺功能呼吸参数(如静态肺活量VC等)，实现肺功能仪主要物理参数的校准，模拟各种可能存在的呼吸状态。本实用新型达到美国胸腔协会(ATS)和欧洲呼吸学会(ERS)的推荐标准，填补国内空白，技术指标与国外相当。其指标为：

体积范围：0-10L

流量范围：0-16L/s

重复性：±10mL

体积误差：±0.5％(≥4L)；±20mL(＜4L)

流量误差：±0.5％(≥2L/s)；±10mL/s(＜2L/s)