Пневмотахограф

 

1. ПНЕВМОТАХОГРАФ, содержащий преобразователь расхода воздуха , последовательно соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор 5й5лй;)1.;д I «iiTga ZK - -r T.tj и измерительный блок, а также блок управления, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения точности Измерения и сокращения времениисследования , он содержит пневмоэлектроклапан , включенный между преобразователем расхода воздуха ипреобразователем давления в электрический сигнал, и блок цифровой установки нуля, выход которого соединен с одним из входов усилителя, первый вход с выходом усилителя и вторым входом измерительного блока, а второй вход . с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу измерительного блока, а третий ныход - к пневмоэлектроклапану.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(д) A 61 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ,.г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3361192/28-13 (22) 05.12.81 (46) 15.08.83. Вюл. Р 30 (72) В.Н. Толмачев (21) Научно-производственное объединение Медфизприбор (53) 615.471(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 367855, кл. A 61 В 5/08, 1971 °

2.,Пневмотахограф, мод. 17212. .,Проспект фирма Jîи1Ь Уоdагt, :;Голландия (прототип):. (54)(57) 1. ПНЕВИОТАХОГРАФ, содер- жащий преобразователь расхода воздуха,.йоследовательно соединенные преобразователь давления s электрический сигнал; усилитель, интегратор

„„SU„, 4 А и измерительный блок, а также блок управления, ь т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и сокращения времени исследования, он содержит пневмоэлектро. клапан, включенный между преобразователем расхода воздуха и преобразо- . вателем давления в электрический сигнал, и блок цифровой установки нуля, выход которого соединен с одним из входов усилителя, первый входс выходом усилителя и вторым входом измерительного блока, а второй вход с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу измерительного блока, а третий выход - к пневмоэлектроклапану. Щ

1034706

2. Пневмотахограф по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок цифровой установки нуля содержит последовательно соединенные компаратор нулевого уровня, триггер, счетчик и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен..Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в электронных спирометрах, ме.дицинских системах приборов, а также в других приборах, контролирую- 5 щих медленно меняющиеся давления.

Известно устройство для исследования пневмодинамики внешнего дыхання, содержащее датчики давления, усилители, канал измерения объемной скорости, .регистрирующий блок и интеграторы Г1).

Однако известное устройство не может обесцечивать высокой точности измерений при длительных исследованиях из"за отсутствия возможности калибровки в процессе исследования без отключения пациента.

-Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пневмотахограф, содержащий преобра- 2О зователь расхода воздуха, последовательно. соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор и измеритель - ный блок, а также .блок управления 2). 25

Недостатком данного пневмотахографа является ручная установка нуля канала измерения расхода воздуха перед началом каждого измерения, точность установки которой в значи= 30 тельной степени зависит от субъективных ошибок оператора. Кроме того, ручная установка нуля требует определенных временных затрат, что не позволяет испольэовать данный пневмо- 35 тахограф при длительных исследованиях когда для сохранения необходимой точности измерения, периодически, не прекращая процесс измерения, следует устранять временной дрейф нуля канала 4О измерения расхода.

Цель изобретения - повйшение точ -. ности измерения и сокращение времени исследования.

Поставленная цель достигается тем, 45 что пневмотахограф, содержащий преобразователь расхода воздуха, последовательно соединенные преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, интегратор и измерительный- 5Q блок, а также блок управления, содерс одним из выходов преобразователя давления в электрический сигнал, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу счетчика, третий вход которого соединен с вторым входом триггера и первым выходом блока управления. жйт пневмоэлектроклапан, включенный между преобразователем расхода воздуха и преобразователем давленКя. в электрический сигнал, и блок цифро-, вой установки нуля, выход. которого соединен.с одним из входов усилителя, первый вход — с выходом усилителя и вторым входом измерительного блока, а второй вход — с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу измерительного блока, второй выход — к третьему входу измерительного блока, а третий выход - к пневмо . электроклапану.

Кроме. того., в пневмотахографе блок цифровой установки нуля содер-, жит последовательно соединенные компаратор нулевого уровня, триггер, счетчик и цифро-аналоговый преобразователь, выхоц которого соединен с одним из выходов преобразователя давления в электрический сигнал, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к второму входу счетчика, третий вход которого соединен e вторым входом триггера и первым входом блока управления.

На фиг. 1 .изображена структурная электрическая схема пневмотахографа; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу на фиг. 3 структурная электрическая схема блока цифровой установки нуля, пневмоэлектроклапана и их взаимосвязей с элементами пневмотахографа.

Пневмотахограф содержит.преобразователь 1 расхода воздуха,. выход которого соединен через пневмоэлектроклапан 2 с входом преобразователя

3 давления в электрический сигнал, выходной сигнал которого поступает на вход усилителя 4 (дифференциального). Выход усилителя 4 соединен с . входом интегратора 5 блоком б цифровой установки нуля, состоящим из генератора 7 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика 8, который соединен с входами цифро-аналогового преобразова-, теля 9 и выходом триггера 10, а вход триггера 10 соединен с выходом компаратора 11 нулевого уровня, вход

1034706 которого подключен к выходу усилителя

4. Выход цифро-аналогового преобразователя 9 также соединен с входом усилителя 4. Измерительный блок 12 ,соединен с выходом усилителя 4, ин тегратора 5 и с блоком 13 управления, который соединен с пневмоэлектроклапаном 2 и входом триггера 10.

Пневмоэлектроклапан 2 соединен с прео- бразователями 1 и 3 системой каналов. 14-17. Якорь,.18 пневмоэлектроклапана 2 выполнен полым и в открытом положении .обеспечивает . связь каналов 17 и 14, а в закрытом положении под действием пружины: 19 отсекает каналы 15 и 16 от остальной части 15 пнавмоэлектроклапана 2.

Пневмотахограф работает следующим образом.

Воздушный дыхательный поток, проходя через преобразователь 1, создает .пропорциональный потоку перепада давления ЬР, который через пневмоэлектроклапан 2 подается на преобразователь 3, который может быть выполнен в. виде дифференциального датчика давления, выходной сигнал последнего.усиливается усилителем 4, а затем интегрируетоя интегратором 5.

Выходное напряжение с усилителя 4,; пропорциональное расходу воздуха . (. V л //с )), и с интегратора 5, пропорциональное объему воздуха (Y sr), поступает на измерительный блок 12, который выдает информацию об измеря- емых параметрах дыхания (МЕЛ, ФМЕЛ, ОФВ lc, М,„о и др.) в соответствии с Зэ программой работы пневмотахографа, заложенной в блок,13 управления.

Перед началом измерения и затем на

5-м или 10-м цикле дыхания (в зависимости от постановки задачи) произ- 4Q водится цифровая установка нуля канала измерения расхода воздуха. По команде с блока 13 управления в начале фазы дыхания вдоха (выдоха) на время включается пневмоэлектроклапан 2 4 и обеспечивает на входе преобразо. вателя .3 разность давлений, равную нулю. При включенном пневмоэлектроклапане 2 канал 17 закрывается, а давление, поступающее с выхода преобразователя 1 в канал 15, попадает через каналы 14 и 16 на входы преобразователя 3, а так как на его входах присутствует одно и то -же давление, то разность b.P равна нулю. При этом на выходе усилителя 4 имеется какоето напряжение смещения нуля на величину bY за счет временного и б температурного дрейфа преобразователя

3 и усилителя 4, которое необходимо . скомпенсировать, до нуля. Через время когда закончатся переходные процессы в пневмосистеме клапан-преобразователь с блока 13 управления . подается команда на блок 6 цифровой установки. При этом счетчик 8 кратковременно переводится в нулевое поло.— жение, а триггер 10 перекидывается и дает разрешение на счет счетчику 8 на время t9 в течение которого цифроаналоговый преобразователь 9 в аналоговой форме повторяет состояние счетчика 8 и управляя по входу усилителем 4, смещает его выходное напряжение в сторону нуля и.при.его переходе. срабатывает компаратор 11, который возвращает триггер 10 в исходное состояние и фиксирует состояние счетчика 8 в этот. момент времени. На. выходе цифро-аналогового преобразователя 9 также фиксируется напряжение прй котором на выходе усилителя 4 будет нулевое н апряжение. 3 атем пневмоэлектрокланан 2 выключается и схема переходит в рабочее состояние. При этом давление с одного из выходов преобразователя 1 расхода поступает через каналы 17,18 и 14 пневмоэлектроклапана 2 на одйн. из входов преобразователя 3, а давление с другого выхода преобразователя 1 по канаЛам 15 и 16 поступает на второй вход преобразователя 3.

При использовании 10-12-разрядных двоичных счетчиков и аналогичных цифро-аналоговых преобразователей, можно .довести точность установки нуля до + 0,1 мВ в диапазоне расхода

0-12 л/с и соответственно выходном напряжении 0-4 В, что составляет

+0,0025% от диапазона измерения.

Пневмотахограф позволяет исключить субъективные ошибки установки нуля, повысить ее точность, а также в нужный момент времени произвести пов- . торную установку, в результате чего повысится точность измерения парамет . ров дыхания, сократится время и упрос тится подготовка прибора к работе.

Данное устройство можно использовать в устройствах,. измеряющих мед ленно меняющиеся давления,.

Использование данного пневмотахографа значительно повышает качество диагностики легких, расширяет возможности его использования, повышает пропускную способность диагностических кабинетов.

1034706

Фиг 3

ВНИИПИ Заказ 5696/5 Тираж 713 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4