Спирометр

(19 А 61 В 5/08 МИТЕТОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЯ АНИЕ ИЗОБРЕЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ ти объемных преобленными в нижнейразователей. 1(71) Ереванский городской центр научйатехнического творчества молодежи а; ЕрФ ванский институт усовершенствов 8 йвя,: врачей(56) Авторское свидетельство СССР М 1143397, кл, А 61 В 5/08, 1982.(57) Изобретение относится к медицииской технике, в частности для измерения дьа 4- тельных объемов при функциональйбй:дйагностике легких человека. Цепль Изобретение относится к медицинской технике, в частности для измерения дыхательных объемов при функциональной диагностике легких человека.Известно устройство - анемометР, содержащий крыльчатку, установленнуЮ нв одной оси со счетчиком оборотов.Однако известное устройство не прй- годно для обследования людей в медицинских целях.Наиболее близким к изобретениЮ по, технической сущности и достигаемому. р- фекту является водяной спирометр, с(щер-,.: жащий корпус, обьемный преобразователь. с осью и шкалу с указателем. Водяной спи" рометр снабжен дополнительным объем-. ным преобразователем, дополнительно: шкалой с вытеснителями объема, устайбвизобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции. В спирометре, содержащем корпус, объемный преобразователь и индикатор, объемный преобразователь выполнен в виде крыльчатки, установленной на одной оси со счетчиком оборотов, а по ходу воздушного потока из крыльчатки на корпусе выполнено выпускное отверстие, при этом спирометр оснащен входным направляющим аппаратом с чередующимися участками в виде первого диффузора,. конфузора и второго диффузора с соотношением сечений 11 1 з и И 4 6, где О - сечение у.подгубника: 12 - сечение на выходе первого диффузооа; язв сечение на выходе конфузора; 14 - сечение 3 на выходе второго диффузора, 6 ил. Недостатком известного спирометра является невысокая точность измерения, громоздкость и сложность конструкции.Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции.Поставленная цель достигается тем, что в спирометре, содержащем корпус, объемный преобразователь и индикатор, последние выполнены в виде крыльчатки, установленной на одной оси со счетчиком оборотов, а по ходу воздушного потока из крыльчатки на корпусе выполнено выпускное отверстие, при этом спирометр осна. щен входным направляющим аппаратом с чередующимися участками в виде первогодиффузора, конфузора и второго диффузора.На фиг.1 представлен спирометр, общий вид; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг,3 - крыльчатка; на фиг, 4-6 - графики расчета размеров сопла.Спирометр содержит корпус 1 со съемным мундштуком 2. Объемный преобразователь 3 в виде центробежного рабочего колеса открытого типа (крыльчатки) снабжен осью, совмещенной с осью счетчика 4 оборотов, состоящего из зубчатых колесиков с цифровой индикацией, На корпусе предусмотрено окошечко 5 счетчика и рычаг 6 установки на "0",На корпусе по ходу воздушного потока из крыльчатки (по улитке) предусмотрено выпускное отверстие 7.Спирометр работает следующим образом,Перед выходом рычаг 6 счетчика поворачивают до упора, устанавливая в окошечке 5 нули, Затем мундштук прикладывают ко рту и производят выдох. При этом воздушный поток, преобразуясь в сопле в постоянное равномерное давление, воздействует непосредственно на крыльчатку 3, приводя во вращение и диск скорости оборотов, Цифры, появляющиеся на окошечке счетчика, отражают показатели объема легких в условных единицах и при необходимости могут быть пересчитаны в миллиметрах.Объем вдоха счетчик регистрирует аналогичным образом, при вдохе обследуемого. При этом счетчик работает в обратном направлении, регистрируя также разность объемов вдох-выдох.Крыльчатку счетного механизма можно привести во вращение за счет кинетической энергии выдыхаемоговоздухаЮЕ = М где М - массовый расход выды 2хаемого воздуха; Я - скорость потока воздуха на входе крыльчатки, а также за счет перепада давления воздуха на крыльчатке Ь Р = Ра - Рь.где Ря - давление воздуха на входе крыльчатки, равное давлению воздуха на выходе из второго диффузора; Р - давление воздуха за крыльчаткой, равное атмосферному.Скорость воздуха выдыхаемого человеком, может быть различна, в зависимости от времени сокращения объема легких, а это может привести к погрешности измерения количества оборотов счетчика и следовательно объема легких (спирометрия форсированная - проводимая при максимально быстром выдохе). Кинематическая энергия воздуха зависит от квадрата скорости, колебание скорости потока ЧЧ приводит к существенному изменению кинетической энергии потока воздуха, Поэтому в устройстве принят вариант использования потенциаль ной энергии воздуха, т,е. преобразованиякинетическойэнергии выдыхаемого воздуха в потенциальную или статическую энергию воздуха и воздействие на крыль- чатку счетчика перепада давлений Л Р.10 Для преобразования кинетическойэнергии выдыхаемого воздуха в потенциальную с минимальными потерями между сечением входа воздуха (нагубником) и крыльчаткой счетчика установлен направля ющий аппарат. Скорость воздуха, входящего в прибор, вначале снижается и выравнивается в сечении аа, затем в сечении сс возрастает до значения больше исходного и, наконец, в сечении бб (на выходе 20 диффузора) снижается до значения минимального. Изменение скорости потока воздуха в сечениях сопла приводит к изменению давления воздуха. Так в сечении бб сопла давление воздуха значительно вы ше, чем на его входе, что обеспечивает надежное и равномерное вращение крыльчатки счетного механизма.Для выравнивания скорости потока иполучения максимального давления на вхо де крыльчатки без больших потерь должныбыть выдержаны следующие конструктивные параметры сопла:Оа - Ча,аа35 где 1 а - площадь сечения сопла на его входеваа;Ча - удельный объем воздуха в сеченииаа;В/а - скорость потока в сечении аа;40 Оа - массовый расход воздуха:45 с - площадь сопла в сечении сс; Ра - давление воздуха в сечении аа; Й - газовая постоянная воздуха, Та - температура воздуха в сечении аа; С- критерий скорости истечения воздуха; щс =Ккрм) (где 1 с - показатель адиабатического сжатия воздуха).Площадь выходного сечения Оса диффузора определяется из уравненияВс, Зс, Я 1 я/1 с =где М/,Я - скоростьО/я,эа вхолн и плотность воздуха в соответствующих сечениях сопла.1718805 Составитель Ф,Гарун цдактор Н.Гунько Техред М.Моргентал Корректор .С,Чер аэ 711 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 ои Длина диффузора должна составлять ц:- (6-7)(дя.бс), где бс - диаметр сопла в самом узком его сечении сс. Приэтом угол растру- . ба диффузора должен находиться в пределах 8-10. Длина сужающейся части сопла 5 находится в пределах 1 = (6-8) бс, Угол раструба более 10 приводит к отрыву и поджатию потока воздуха, а менее 8 не обеспечивает преобразования кинетической энергии в потенциальную. 10 Формула изобретенияСпирометр, содержащий корпус, объемный преобразователь и индикатор, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 151 точности измерения и упрощения конструкции, объемный преобразователь выполнен в виде крыльчатки, установленной на одной г си со счетчиком оборотов, а по ходу воздушного потока из крыльчатки на корпусе выполнено выпускное отверстие, при этом спирометр оснащен входным направляющим аппаратом с чередующимися участками в виде первого диффуэора, конфузора и . второго диффузора с соотношением сечений 11 з, 4 2; где 1 - сечение у надгубника; 12 - сечение на выходе первого диффузора; 1 з- сечение на выходе конфузора; 14 - сечение на выходе второго диффузора.5 6