Устройство для измерения параметров выдоха

(19) (11) 1 В 5/ ИЗС)БРЕ С)ПИ Я АВТО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) .Проспект "Мазтег 1 аЬ Ьобу. АСоп)рцтегИеб Тезбпц зузтеа Соп 1 ЫпйдВоду Рейузп)одгарй С)ИТизоп" фирмыЭрих ЕгерГМБХ КОКГ Р.О. Вох 5846, Д 8700,Вюрцбург 1, ФРГ, 1987 г.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫДОХА.(57) Использование: изобретение относитсяк медицинской технике. Сущность: устройство содержйт приемник выдыхаемого воздуха 1 с неподвижной турбинкой 2 и закрепленной в подшипниках 3 вертушкой 4. На заборнике размещен излучатель 5, приемник 6 оптического излучения и патрубок 7 для отбора пробы воздуха через датчик концентрации 028, кювету датчика концентрации С 02 9 с помощью микрокомпрессора 10. Датчик 8 содержит пористую мембрану 11, отделяющую газовую полость от жидкостной, в которой размещены электроды 12. Датчик СОа включает инфракрасный излучатель 13, модулятор 14, приводимый во вращение двигателем 15, оптический фильтр 16, пироэлектрический приемник ИК-излучения 17, а также синхроприемник 18, расположенный в кювете 9. Цель - повышение быстродействия 1 илИзобретение относится к медицинскойтехнике, к средствам определения параметров выдоха человека.Цель изобретения - достижение требуемого быстродействия и обеспечение воэможности определения реальногоизменения параметров выдоха во времени,Сущность изобретения поясняется чертежом.Устройство содержит приемник выдыхаемого воздуха 1 с неподвижной турбинкой 2 и закрепленной в подшипниках 3вертушкой 4. На заборнике размещен излучатель 5, приемник 6 оптического излученияи патрубок 7 для отбора пробы воздуха через датчик концентрации 02 8, кювету датчика концентрации С 02 9 с помощьюмикрокомпрессора 10, Датчик 8 содержитпористую мембрану 11, отделяющую газовую полость от жидкостной, в которой раз,мещены электроды 12, Датчик С 02 включаетинфракрасный излучатель 13, модулятор 14,приводимый во вращение двигателем 15;оптический фильтр 16, пирозлектрическийприемник ИК-излучения 17, а также синхроприемник 18, расположенный в кювете 9.Блок измерения скорости выдоха включает блоки 20-25. Блок измерения концентрации 02 включает блоки 26 - 27. Блокизмерения концентрации С 02 включаетблоки 28-36,Выход приемника 6 подключен черезпредусилитель 20, выполненный на 140 УД 7,компаратор 21 на 140 УД 7, блок преобразования 22 на 561 ЛА 7, формирователь короткого импульса 23 на 561 ТМ 2, сглаживающийфильтр 24 к оконечному усилителю 25 на140 УД 7.Выход датчика 8 подключен через предварительный усилитель 26 на 140 УД 6 к оконечному усилителю 27 на 140 УД 7.Выход приемника 17 подключен черезусилитель 28 на 544 УД 2, буферный усилитель 29 на 140 УД 7, синхродетектор ЭО на561 КТЗ, дифференциальный усилитель 35на 544 УД 1, устройство выборки и дифференциальный усилитель 35 нэ 544 УД 1, устройство выборки и хранения 34 на 561 КТЗ коконечному усилителю 36 на 14 ОУД 7, приэтом выход синхроприемника 18 подключенчерез предусилитель 32 на 14 ОУД 7, формирователь строба 31 на 561 ЛА 7 ко второмувходу синхродетектора ЗО и через формирователь короткого ймпульса 33 к устройствувыборки и хрзнения 34.Выходы оконечных усилителей подключены к ЭВМ. Питание схемы обеспечиваетблок 19.Устройство работает следующим образом,Выдыхаемый воздух попадает в прием,ник 1 и с помощью турбинки 2 начинает, совершать вращение внутри заборника, чемприводит во вращение вертушку 3; при этом5 часть пробы воздуха отбирается через патрубок 7, датчик 02 8 и кювету 9 микрокомпрессором 10. Вертушка перекрываетсветовой поток, создаваемый источником 5,нэ выходе приемника 6 при этом появляют 10 ся импульсы напряжения, усиливаемыепредусилителем 20, которые преобразуютсяс помощью блоков 21, 22 в последовательность цифровых импульсов, Частота этихимпульсов линейно зависит от скорости по 15 тока, В блоках 23, 24 эта частота преобразуется в напряжение,При прохождении пробы воздуха черездатчик 8 кислород диффундирует. через полупроницаемую мембрану и восстанавлива 20 ется на одном из электродов, Протекающий.при этом в растворе электролита ток пропорционален концентрации 02 в пробе. Спомощью блока 26 ток преобразуется в напряжение, усиливземое усилителем 27,25 Проходящий через кювету 9 поток инфракрасного излучения от источника 13 поглощается фильтром 16 во всем диапазонекроме узкой спектральной полосы в области4,3 мкм, которая соответствует полосе по 30 глощения С 02, при этом изменение регистрируемого приемником 17 сигналапропорционально концентрации С 02 в кю.вете. Сигнал на.выходе усилителя 29 переменный, для преобразования его в35 постоянный служат блоки 30, 34. Положительные и отрицательные полуволны сигнала накапливаются синхродетектором ЗО искладываются дифференциальным усилителем 35. Сигналом с синхроприемникз 18,40 преобразованным блоком 31 в последовательность стробов, управляется синхродетектор 30 и через блок ЗЗ - устройствовыборки и хранения 34, служащее для даль-нейшего улучшения отношения сиг 45 нэл/шум.Усилители 25, 27 и 36 служат для установления оптимального уровня сигналаперед аналого-цифровым преобразованием с целью устранить влияние цифровых50 шумов.Определение абсолютных значенийконцентраций газов производится с помощью пропускзния через прибор воздушной смеси с. известной концентрацией55 газов. Калибровка датчика скорости производится пропусканием через заборник известного объема воздуха,Все математические операции по расчету параметров выдоха производятся в ЭВМна основе измеренных величин.Заказ 2075 . Тираж Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает регистрацию мгновенных значений скорости выдоха, концентрации СОг и 02, обладает быстродействием 0.1 с при отношении сиг нал/шум не менее 50 (точность измерения 2).Формула изобретения Устройство для измерения параметров 10 выдоха, содержащее приемник выдыхаемого воздуха, датчик скорости выдоха, датчик концентрации 02, датчик концентрации СОг, соединенные. соответственно через блок измерения линейной скорости выдоха, 15 блок измерения концентрации 02, блок измерения концентрации С 02 с блоком обработки результатов исследования и регистрации параметров выдоха, при этом датчик концентрации С 02 содержит источ ник инфракрасного излучения, модулятор, , измерительную кювету, приемник излучения, соединенные последовательно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно включает микропро цессор, соединенныйс датчиком концент-. рации С 02, причем датчик скорости выдоха выполнен оптическим, датчик концентрации 02 выполнен электрохимическим с мембраной, коэффициент диффузии которой 6,5 х 10 6 см/с, датчик концентрации СОг дополнительно имеет синхроприемник, установленный внутри измерительной кюветы, а приемник излучения выполнен пироэлектрическим сфильтром на входе, блок измерения линейной скорости выдоха содержит предусилитель, компаратор, блок преобразования, формирователь короткого импульса, сглаживающий фильтр и оконечный усилитель, соединенные последовательно, блок измерения концентрации 02 содержит предусилитель, соединенный с оконечным усилителем, блок измерения концентрации С 02 содержит предварительный усилитель синхроприемника, формирователь строба, формирователь короткого импульса, устройство выборки и хранения и оконечный усилитель, соединенные последовательно, а также предварительный усилитель. буферный усилитель, синхродетектор, дифференциальный усилитель, соединенные последовательно, при этом выход формирователя строба соединен с вторым входом синхродетектора, выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом устройства выборки и хранения.