Устройство для исследования динамических параметров дыхания

(19) 01) ВТОРСНО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТ ОПИСАЙИЕ ИЗ(71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро физическогоприборостроения с опытным производством Института физики АН УССР(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЫХАНИЯ,содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель,установленный в воздухопроводе, блок усилителей, регист. ратор, первый и второй датчики давления, входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со сторон входа и выхода дросселя, а выходы через блок усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены измерительный дроссель, подключенный к выходу регулируемого дросселя и имеющий открытый выход и блок деления,первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами регистратора, а выход - с его третьим входом,35 Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для прецизионных исследований газодинамических параметров дыхания при малых расходах газа, например у мелких лабораторных животных. 5Известен преобразователь расхода дыхательного газа в перепад давлений, содержащий воздухопровод, имеющий постоянное газодинамическое сопротивление, создаваемое пневмо О дросселем, выполненным в виде двух коаксиальных цилиндров, в зазоре между которыми образована кольцевая полость, и два отборника давлений, к которым присоединяются датчики .давлений. Каждыйиз датчиков произ водит измерение избыточного давления в воздухопроводе. Так как датчики расположены в воздухопроводе последовательно и между ними воздухопровод имеет газодинамическое сопротивление,т.е. является газодинамическим дросселем, то перепад дав. - ления между датчиками пропорционален расходу дыхательного газа Г 1 3Однако в данном устройстве два датчика, при постоянном газодинамическом сопротивлении устройства, вырабатывают один сигнал, пропорциональный расходу дыхательного газа, т.е. устройство позволяет исследовать только один параметр. Кроме того, в известном устройстве дросуельный зазор нерегулируемый, что не позволяет изменять газодинамическое сопротивление устройства с целью воздействия на режим дыхания в ходе эксперимента. указанные недостатки ограничивают функциональные возможности устройства и снижают точность измерений. 40Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для динамического исследования дыхания, содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель, установленный в воздухопроводе, блок усилителей, регистратор, первый и второй датчики давления, входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со стороны входа и выхода дросселя, а выходы через блок усилителей подключены соответственно к первому и второму входам регистратора 1.21В известном устройстве два датчика также вырабатывают один сигнал, пропорциональный расходу дыхательного газа, т.е. с помощью этого устройства возможно исследование только одного параметра дыхания. Кроме того, при изменении проходного сече- бО ния корпуса трубки изменение газодинамическогосопротивления устройства вызывает изменение масштаба измерений,т,е, изменяется зависимость между разностью давлений, измеряемой датчика ми,и расходом газа,что приводит к необходимости прерывать эксперимент длякалибровки устройства. Вследствиеэтого в ходе эксперимента в измерения вносится погрешность и появляетсянеобходимость в дополнительной обработке результатов эксперимента сцелью приведения последних к едино-му масштабу. В ходе дополнительнойобработки в результате измеренийтакже вносится дополнительная погрешность, связанная с погрешностьюопределения масштаба измерений дляэкспериментов, выполненных при различных газодинамических сопротивлениях устройства. В известном устройстве не предусмотрена также непосредственная регистрация варьируемого в ходе эксперимента собственного газодинамического сопротивленияи затруднено сравнение результатовизмерений, выполненных при различныхгазодинамических сопротивлениях устройства, так как необходимо приводить их к единому масштабу. Указанные недостатки снижают точность измерений,Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностейустройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее воздухопровод, регулируемый дроссель,установленный в воздухопроводе,блок усилителей, регистратор,первый и второй датчики давления,входы которых соединены с воздухопроводом соответственно со сторонвхода и выхода дросселя, а выходычерез блок усилителей подключенысоответственно к первому и второму входам регистратора, допслнительно введены измерительный дроссель, подключенный к выходу регулируемого дросселя и имеющий открытый выход, и блок деления,первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами регистратора, а выход - с его третьим входом.На чертеже изображена функциональная схема устройства.Устройство содержит воздухопровод 1, регулируемый дроссель 2,установленный в воздухопроводе 1блок 3 усилителей, регистратор 4,датчики 5 и б давления, входы которых соединены с воздухопроводом 1соответственно со стороны входа ивыхода регулируемого дросселя 2, авыходы через блок 3 усилителейподключены соответственно к первомуи второму входам регистратора 4, атакже измерительный дроссель 7,подключенный к выходу регулируемого дросселя 2 и имеющий открытыйвыход, и блок деления 8, первый иТираж 688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеии и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д.4/5Заказ 4085/3 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная,44 второй входы которого соединены спервым и вторым входами регистратора 4, а выход с его третьим входом.Устройство работает следующимобразом.В процессе нодготовки к эксперименту к воздухопроводу 1 подключается респиратор (на чертеже не показан) с объектом исследования. Приполностью открытом дросселе 2 дроссель 7 устанавливают в положение,соответствующее расходу газа придыхании исследуемого объекта илигруппы объектов. При этом газодидинамическое сопротивление устройства минимальное, а сигнал, вырабатываемый датчиком б, пропорционаленперепаду давлений, который, в своюочередь, пропорционален расходу газа. Сигнал датчика 6 поступает насоответствующий вход усилителя 3,откуда усиленный поступает в устройство деления 8 и регистрирующуюаппаратуру 4. При этом, посколькудроссель 2 полностью открыт, он сопротивление дыханию не создает, идатчики 5 и б вырабатывают одинаковые сигналы. Устройство деления вырабатывает сигнал "1".В процессе эксперимента с помощьюдросселя 2 газодинамическое сопротивление устройства изменяется в нужных ЗОпределах, при этом блок 8 делениявырабатывает сигнал, соответствующий относшению сигналов датчиков 5и б и пропорциональный относительному увеличению газодинамического сопротивления устройства дросселем 2.Сигнал регистрируется регистратором4. Так как величина сопротивлениядросселя 7 известна по калибровке ипостоянна в ходе экспериментов (эк Оспериментов), то по сигналу, вырабатываемому устройством деления, в любой момечт можно судить о полнои газодинамическом сопротивлении дыханию.Смгнал датчика 5, поступающий в регистрирующую аппаратуру 4 через усилитель 3, соответствует альвеолярному давлению, создаваемому объектомисследования,При этом положение дросселя 2 невлияет на зависимость перепад давления - расход газа на дроссель 7,а следовательно, на масштаб измерения расхода газа. Вследствие этогореализуется возможность в ходе экс-перимента варьировать сопротивлениеустройства не изменяя масштаб измерения, не прерывая эксперимент дляпроведения калибровок при каждомизменении гаэодинамического сопротивления устройства, что позволяетисключить погрешности, связанные сизменением масштаба измерений и приведением результатов к единому масштабу, т.е. повысить точность измерений,В качестве выходных параметровустройство позволяет непосредственно регистрировать изменение во времени расхода воздуха при дыханииобъекта исследования, избыточногодавления, создаваемого объектомисследования, относительного газодинамического сопротивления, создаваемого устройством на различныхэтапах эксперимента, т.е. расширитьфункциональные возможности устройства для исследования динамическихпараметров дыхания по сравнению сизвестными устройствами.Кроме того, при использовании устройства упрощается методика проведения эксперимента и повышается оперативность получения результатов, так как в ходе эксперимента постоянно контролируется варьируемое собственное газодинамическое сопротивление устройства, исключается необходимость прерывать эксперимент для калибровки устройства и одна из наиболее трудоемких операций по обработке результатов - приведение к единому масштабу, улучшается использование элементов устройства: в прототипе сигналы с двух датчиков дают информацию об одном параметре, в предлагаемом устройстве с помощью аналогичных датчиков получают информацию о трех параметрах.