一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置制造方法及图纸

技术编号:20965697 阅读:23 留言:0更新日期:2019-04-29 16:19
本发明专利技术公开了一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置,由呼吸气道、气压检测模块、电磁震荡频率调节模块、阻抗调节模块构成。其中呼吸气道采用三段式分叉设计,可防止电子元器件与气流接触,中段采用渐开线流道,倾斜角由12°逐渐增加到45°,使气道过度平滑,同时可使湍流不稳定高流速气流转换为相对平流低流速气流,便于传感器对数值的检测。通过手动调节阻抗间隙可使不同用户根据自身情况进行训练。该装置具备电磁震荡功能,可使用户体内产生一定频率的正负压变化,有助于用户呼吸功能的训练。检测和训练模式的切换,可实时的检测呼吸的压力。本发明专利技术装置采用便携式设计,操作简单,能在多种场合使用,适用于呼吸疾病进行训练和检测的用户。

An Electromagnetic Airflow Oscillation Respiratory Training and Detection Device

The invention discloses an electromagnetic airflow oscillation breathing training detection device, which consists of a respiratory airway, a barometric pressure detection module, an electromagnetic oscillation frequency regulation module and an impedance regulation module. The three-stage bifurcation design is adopted in the respiratory airway to prevent the contact between electronic components and airflow. The involute airway is used in the middle section, and the inclination angle increases gradually from 12 to 45 degrees, which makes the airway excessively smooth. At the same time, the turbulent unstable high-velocity airflow can be converted to the relatively advection low-velocity airflow, which is convenient for the sensor to detect the value. By manually adjusting the impedance gap, different users can be trained according to their own conditions. The device has the function of electromagnetic oscillation, which can produce positive and negative pressure changes of a certain frequency in the user, and is helpful to the training of the user's respiratory function. Detection and training mode switching can detect breathing pressure in real time. The device adopts portable design, simple operation and can be used in many occasions, and is suitable for users who train and detect respiratory diseases.

【技术实现步骤摘要】
一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置
本专利技术属于便携式医疗监测设备领域,具体涉及一种呼吸疾病患者康复检测训练装置。
技术介绍
呼吸道疾病,常见症状为长期、反复、逐渐加重的咳嗽、喘息和胸闷,并常常伴有咳痰现象。患者在呼吸过程中气流受阻,这种情况是不能完全逆转的,严重影响人体健康。随着对呼吸疾病的研究和医疗条件的提高,针对呼吸疾病患者康复训练的医疗设备也在进一步的完善。市面上现有的产品按原理主要分为两类,一类为悬浮球式,在竖直圆柱内设置一定重量的球体,通过患者外接气管向内吹气使球体悬浮,起到训练呼吸的作用,但其不具备吸气能力,且只能训练呼气,无法使气道内产生正压,无法检测患者呼气的压力值;另一类为水平直管,在出口设置可以开合的挡片,患者呼气时可使挡片反复开合,此类产品可在呼气过程中在气道内产生正负压力的交替,有助于呼吸的训练,但挡片的开合不能随患者的情况进行调整,同样也无法检测压力,流道的形状也会使出口处的气流能量损耗大,不易于挡片的开闭。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述产品结构设计和功能的不足,提供了一种便携式的呼吸训练检测装置,通过电磁震荡的形式调节出口开闭的频率,并且可利用底部的旋钮调整流道间隙的大小,实现对不同情况患者的呼吸训练,同时具有检测和训练模式的切换,实现呼气压力的准确检测。为了实现上述目标,本专利技术采用的技术方案为:一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置,其特征在于:包括呼吸气道、气压检测模块、电磁震荡频率调节模块、阻抗调节模块;其中呼吸气道包括进气嘴(1)、第一段气道(2)、第二段气道(6)、第三段气道(19)、导气口(9)、排气口(10)和进气口(11);气压检测模块包括气管(7)、差压式压力微传感器(5)、电源(3)、微处理器(4)和显示屏(20);电磁震荡调节机构包括磁体塞(14)、上电磁铁(8)、下电磁铁(17)和导轨槽(13);所述呼吸气道按照2:1:1的比例分为三段式设计:第一段气道(2)为截面为圆形直线段;第二段气道(6)为上升斜坡,截面为圆形,轴线为渐开线曲线,切线与水平线的夹角α由12°逐渐增大到45°,上弧形与下弧形高度比a:b为1:1.5至1:2,长度比L1:L2为1:2至1:3;第三段气道(19)分为主气道和副气道;主气道(21)轴线为直线,截面形状上下为水平直线左右对称两侧为圆弧,末端设置带有单向流通的挡片(23)的进气口,同时在长度1/2处设置导气口(9)并延伸出排气副气道(22),截面形状为圆形,出口接通至壳体外部。为更加体现呼吸训练的功能,将气流流道设计为低进高出形状,在整个流道长度的1/2处设置第二段气道(6),α角由12°逐渐增大到45°,且与上下水平直段平滑连接,通过在外壳设置定位沟槽将整个气流道安装定位。第一段气道(2)采用水平直道,阻力小,有助于气流的进入;在中部采用角度逐渐增大的平滑渐开线斜坡,可使气流由湍流变为平流,也使流速下降,有利于差压式压力微传感器(5)采集压力数值;气流的竖直提升可使患者体内气道产生更大的负压,进一步扩张了气道的容积,有助于患者的训练;第三段气道(19)采用水平直道,在1/2处的上端设置导气口,将气道内的气流排出。气压检测模块的数值采集模块包括气管(7)、差压式压力微传感器(5)和信号处理电路。通过在导气口(9)的前端和后端设置两个检测位置,一个位于第三段气道(19)的主气道(21)上方,导气口(9)的前端,距导气口(9)距离为导气口(9)大径的1~1.5倍;另一个位于第三段气道(19)的副气道(22)上方,距出口5~8毫米;差压式压力微传感器(5)相较于绝压式传感器具有更高的精度和灵敏度,采用标准医用软管将检测位置与差压式压力微传感器(5)连通,通过比较前端和后端的压力差,使差压式压力微传感器(5)内的气膜产生形变,输出相应的差分电压信号,经过信号处理电路进行滤波和A/D转换传输至微处理器(4),通过显示屏(20)实时显示压力数值。阻抗调节模块的间隙调整杆(16)具有外螺纹,在下磁铁(17)中心处的壳体下端设置一段具有内螺纹的空心圆柱,高度为下壳体与气体流道竖直高度的1/3至1/2,间隙调整杆(16)与空心圆柱螺纹相配合,起到定位间隙调整杆(16)的作用;间隙调整杆(16)长度为下电磁铁(17)距壳体下端竖直高度的1~1.2倍,顶端旋入螺帽中,具有止退作用,底端安装旋钮(15),旋钮(15)位于壳体的外部,通过旋转旋钮(15)可调节壳体内部间隙调整杆(16)的长度,进而调节柔性材料(12)与导气口(9)的距离,使气流流道的间隙产生变化。其中呼吸气道采用拼接方式连接,导气口(9)位于第三段气道(19)主气道(21)中段顶部,与副气道(22)相接;差压式压力微传感器(5)的数据采集口分别设置在第三段气道(19)主气道(21)顶部和副气道(22)顶端;上电磁铁(8)位于导气口(9)上方,高于副气道(22);下电磁铁(17)位于导气口(9)下方,低于主气道(21);差压式压力微传感器(5)、电源(3)、微处理器(4)和显示屏(20)通过电路板安装在装置前端,第一段气道(2)上方。电磁震荡调节装置中的的磁体塞(14),磁体塞(14)外形为圆柱圆锥组合体,内部铁芯为圆柱,通过螺纹旋入组合体内,组合体采用高分子材料,防止水分侵蚀;磁体塞(14)高度为流道高度的1/2,截面直径为流道宽度的1/3。上电磁铁(8)采用条形电磁铁,通过支撑架与壳体相连接,下电磁铁(17)采用圆形电磁铁,与阻抗调节模块相配合;间隙调节块(18),与磁体塞导轨槽(13)通过螺栓相连接,中间夹有高分子柔性材料(12);间隙调节块(18)分为上下两部分结构;上部为矩形平板,螺栓连接处具有内螺纹结构;下部为空心圆柱体,高度与下电磁铁(17)高度相同,内径大于下电磁铁(17)直径2~3毫米,可使下磁铁(17)安置在空心圆柱体内;间隙调整杆(16)顶端通过螺纹与下电磁铁(17)连接,中部与壳体的内螺纹相配合,底部安装有旋钮(15);调整杆可通过螺旋方式使间隙调整块(18)在导轨内上下移动,调整5毫米范围内的竖直高度。电源模块(3)通过封装电路为微处理器供电(4),且同时具备USB接口,可对电池进行充电,电路板通过螺栓安装在壳体内;显示屏(20)通过排线与电路板连接;用户可通过按钮切换训练与检测模式;通过数据存储模块将检测的数值存储。电磁震荡频率调节中的上电磁铁(8)、下电磁铁(17)通过电线与电路板相连,微处理器(4)可控制上电磁铁(8)、下电磁铁(17)的通断电频率;系统开机时,上电磁铁(8)通电1~2秒使磁体塞(14)就位,处于训练模式呼气时,差压式压力微传感器(5)检测压力为正值,上电磁铁(8)、下电磁铁(17)交替通电,使磁体塞(14)上下活动,以一定的频率使导气口(9)开闭,差压式压力微传感器(5)检测的数值较为模糊;当处于检测模式呼气时,差压式压力微传感器(5)检测压力为正值,上电磁铁(8)断电,下电磁铁(17)通电,磁体塞(14)始终处于气流道底端,导气口(9)始终处于打开状态,差压式压力微传感器(5)检测的数值较为精确;两种模式的吸气时,差压式压力微传感器(5)检测压力为负值,上电磁铁(8)通电,下电磁铁(17)断电,磁体塞(14)始终位于气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置,其特征在于:包括呼吸气道、气压检测模块、电磁震荡频率调节模块、阻抗调节模块;其中呼吸气道包括进气嘴(1)、第一段气道(2)、第二段气道(6)、第三段气道(19)、导气口(9)、排气口(10)和进气口(11);气压检测模块包括气管(7)、差压式压力微传感器(5)、电源(3)、微处理器(4)和显示屏(20);电磁震荡调节机构包括磁体塞(14)、上电磁铁(8)、下电磁铁(17)和导轨槽(13);所述呼吸气道按照2:1:1的比例分为三段式设计:第一段气道(2)为截面为圆形直线段;第二段气道(6)为上升斜坡,截面为圆形,轴线为渐开线曲线,切线与水平线的夹角α由12°逐渐增大到45°,上弧形与下弧形高度比a:b为1:1.5至1:2,长度比L1:L2为1:2至1:3;第三段气道(19)分为主气道和副气道;主气道(21)轴线为直线,截面形状上下为水平直线左右对称两侧为圆弧,末端设置带有单向流通的挡片(23)的进气口,同时在长度1/2处设置导气口(9)并延伸出排气副气道(22),截面形状为圆形,出口接通至壳体外部。

【技术特征摘要】
1.一种电磁式气流震荡呼吸训练检测装置,其特征在于:包括呼吸气道、气压检测模块、电磁震荡频率调节模块、阻抗调节模块;其中呼吸气道包括进气嘴(1)、第一段气道(2)、第二段气道(6)、第三段气道(19)、导气口(9)、排气口(10)和进气口(11);气压检测模块包括气管(7)、差压式压力微传感器(5)、电源(3)、微处理器(4)和显示屏(20);电磁震荡调节机构包括磁体塞(14)、上电磁铁(8)、下电磁铁(17)和导轨槽(13);所述呼吸气道按照2:1:1的比例分为三段式设计:第一段气道(2)为截面为圆形直线段;第二段气道(6)为上升斜坡,截面为圆形,轴线为渐开线曲线,切线与水平线的夹角α由12°逐渐增大到45°,上弧形与下弧形高度比a:b为1:1.5至1:2,长度比L1:L2为1:2至1:3;第三段气道(19)分为主气道和副气道;主气道(21)轴线为直线,截面形状上下为水平直线左右对称两侧为圆弧,末端设置带有单向流通的挡片(23)的进气口,同时在长度1/2处设置导气口(9)并延伸出排气副气道(22),截面形状为圆形,出口接通至壳体外部。2.根据权利要求1所述装置,其特征在于:其中呼吸气道采用拼接方式连接,导气口(9)位于第三段气道(19)主气道(21)中段顶部,与副气道(22)相接;差压式微压力传感器(5)的数据采集口分别设置在第三段气道(19)主气道(21)顶部和副气道(22)顶端;上电磁铁(8)位于导气口(9)上方,高于副气道(22);下电磁铁(17)位于导气口(9)下方,低于主气道(21);差压式微传感器(5)、电源(3)、微处理器(4)和显示屏(20)通过电路板安装在装置前端,第一段气道(2)上方。3.根据权利要求1所述装置,其特征在于:所述电磁震荡模块由磁体塞(14)、上电磁铁(8)和下电磁铁(17)组成;上电磁铁(8)采用条形电磁铁,通过支撑架与壳体相连接,下电磁铁(17)采用圆柱形电磁铁,与阻抗调节模块相配合;磁...

【专利技术属性】
技术研发人员:张冰王辰耿煜杨汀文戈弋付琦董浩叶杭罗博文
申请(专利权)人:北京化工大学中日友好医院
类型:发明
国别省市:北京,11

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