肺功能测量零点漂移自动校正系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种肺功能测量零点漂移自动校正系统。肺功能测量零点漂移自动校正系统，包括：第一差压传感器、第二差压传感器、信号放大单元、低通滤波单元、外部高精度AD采集单元和微控制器；第一差压传感器与第二差压传感器分别通过顺序连接信号放大单元、低通滤波单元后共同接入外部高精度AD采集单元和微控制器；将第一差压传感器和第二差压传感器采集到的压差通过压力与流量的对应关系转换成流量，再由流量对时间的积分计算出容积，在测量过程中实时进行零点校正，降低零点漂移对测量结果的影响，得到更平滑稳定的呼吸信号和准确的肺功能测量结果。

【技术实现步骤摘要】
肺功能测量零点漂移自动校正系统
本技术涉及用于医疗设备中采用压阻式压力传感器为测量元件，以差压方式测量的肺功能测量
特别涉及一种肺功能测量零点漂移自动校正系统。
技术介绍
肺功能检查是结合现代医学检查技术和呼吸生理机制来探索肺脏通气换气功能和病理生理改变的检查。临床上常用的检查包括肺容积检查、肺量计检查、支气管激发试验、支气管舒张试验、肺弥散功能检查、气道阻力检查以及运动心肺检查等。其中应用流量型肺量计检测设备的通气功能检查在临床上逐渐发展为最常用的肺功能检测手段。呼吸流量和容积作为肺功能测量的两个关键指标，关系到肺功能测量结果的准确性。所以在肺功能测量中，要充分考虑到影响流量和容积测量准确性的因素，从系统设计上减小或消除各种影响因素，以确保肺功能测量的准确。根据不同的测量原理，气体流量测量方法目前广泛使用的有差压式流量测量、浮子流量测量、涡轮式流量测量、超声波式流量测量、电磁式流量测量等。现有技术一般采用单传感器，在每次开始测量前进行一次校零，以校正传感器的零点漂移。但是当压阻式压力传感器随空间方向变化产生零点漂移后，导致容积误差会随着时间积累偏差越来越大，这种方法对于上述呼吸容积做不到有效的校正。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种针对压阻式压力传感器随着空间方向的变化存在零点漂移这一问题，能够实时有效的进行校正，进而实现对肺功能关键指标——呼吸气体流量和容积的零点漂移进行自动校正，采用差压式流量测量技术，即压阻式压力传感器的肺功能测量零点漂移自动校正系统。>本技术的技术解决方案是所述肺功能测量零点漂移自动校正系统，其特殊之处在于，包括：第一差压传感器、第二差压传感器、信号放大单元、低通滤波单元、外部高精度AD采集单元和微控制器；所述第一差压传感器与所述第二差压传感器分别通过顺序连接的信号放大单元、低通滤波单元后共同接入外部高精度AD采集单元和微控制器；将第一差压传感器和第二差压传感器采集到的压差通过压力与流量的对应关系转换成流量，再由流量对时间的积分计算出容积，在测量过程中实时进行零点校正，降低零点漂移对测量结果的影响，得到更平滑稳定的呼吸信号和准确的肺功能测量结果。与现有技术相比，本技术的有益效果:⑴本技术可以做到实时的校正传感器的零点漂移，尽可能减小容积测量误差，提高系统测量精度。⑵本技术阐述了在肺功能测量中，基于双传感器的零点漂移自动校正方法，通过参考传感器实时反映测量传感器的零点状态，测量传感器即能做到实时的自动校正零点。使得系统稳定性和准确性得以提升，肺功能测量参数的精度也得到了提升。⑶由于差压式流量测量在测量范围、测量精度以及工艺成本等方面都具有优势，所以本技术采用差压式流量方法测量人体呼吸流量。附图说明图1是本技术采用双差压传感器为测量元件，以差压方式测量的肺功能测量零点漂移自动校正系统的框图；图2是本技术肺功能测量零点漂移自动校正方法的流程图。具体实施方式本技术下面将结合附图作进一步详述：请参阅图1所示，本技术系统硬件上采用双差压传感器的设计，其中第一传感器与人体呼吸气路相连接，用于采集人体呼吸所产生的压差；第二传感器不与任何气路连接，实时的为第一传感器提供零点状态。⑴在测量前将第一传感器与第二传感器的“﹢”导压口通过气路连通，将第一传感器和第二传感器的“-”导压口相连通，同时对两个传感器进行标定，标定后第一传感器与第二传感器的采样结果之间就可以通过对应关系进行转换；⑵经过测量前的标定过程后，在测量状态时，第二传感器实时测量数据通过两个传感器之间的转换关系进行转换，实时反映第一传感器的零点状态；⑶当传感器空间方向产生变化时，同一型号压阻式压力传感器零点变化趋势是一致的，实现了零点漂移的自动校正。该流量测量方法是将差压传感器采集到的压差通过压力与流量的对应关系转换成流量，再由流量对时间的积分计算出容积，在这一过程中差压传感器在零点时刻的波动就会随着时间的逐渐积累到容积上，容积误差就会逐渐增大影响肺功能测量的准确，本技术公开的零点漂移自动校正方法可以在测量过程中实时的进行零点校正，从而尽可能的降低零点漂移对测量结果的影响，得到更平滑稳定的呼吸信号和准确的肺功能测量结果。⑴标定传感器：肺功能测量板卡上第一传感器与第二传感器采用同一型号差压传感器，传感器带有两个导压口，将第一传感器与第二传感器的“+”导压口通过气路连接在一起，将第一传感器与第二传感器的“-”导压口相连通，同时对两个传感器进行标定；分别得到两个传感器通过AD转换得到的采样值与实际压力值之间的关系：第一传感器标定公式为：Y1＝K1*X1+B1；⑴式中，X1表示传感器1通过高精度AD得到的采样值，Y1表示第一传感器实际测量到的压差值，K1和B1表示X1与Y1线性关系中的常数；第二传感器标定公式为：Y2＝K2*X2+B2；⑵式中，X2表示传感器2通过高精度AD得到的的采样值，Y2表示第二传感器实际测量到的压差值，K2和B2表示X2与Y2线性关系中的常数；⑵根据传感器处在不同方向通过公式⑴和公式⑵得到的零点值，得到两个传感器之间的转换关系为：Y1＝C*Y2⑶式中，C表示传感器1与传感器2实际测量得到的压差值之间的关系常数；⑶当第二传感器测量值Y2大于设定的阈值，判断第二传感器发生了零点漂移，根据公式⑶计算出第一传感器的零点漂移值Y1(零点)＝C*Y2(零点)；⑷第一传感器进行实时零点校正，得到校正后的测量值P:P＝Y1-Y1(零点)。请参阅图2所示，肺功能测量零点漂移自动校正方法，包括：⑴系统启动，分别标定第一传感器和第二传感器；⑵获得第一传感器与第二传感器之间的转换关系；⑶采集第一传感器与第二传感器的信号；⑷判断第二传感器是否发生零点漂移，若判断为否，则进入步骤⑺，若判断为是，则进入步骤⑸；⑸通过转换关系将第二传感器的零点偏移值转换成第一传感器的零点漂移值；⑹第一传感器零点校正，即第一传感器值与零点漂移值做差分；⑺通过压力—流量对应关系获得流量，通过流量对时间的积分获得容量；⑻判断测量是否完成，若判断为否，则返回步骤⑶，若判断为是，则结束。以上所述仅为本技术的较佳实施例，凡依本技术权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本技术权利要求的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肺功能测量零点漂移自动校正系统，其特征在于，包括：第一差压传感器、第二差压传感器、信号放大单元、低通滤波单元、外部高精度AD采集单元和微控制器；所述第一差压传感器与所述第二差压传感器分别通过顺序连接的信号放大单元、低通滤波单元后共同接入外部高精度AD采集单元和微控制器；将第一差压传感器和第二差压传感器采集到的压差通过压力与流量的对应关系转换成流量，再由流量对时间的积分计算出容积，在测量过程中实时进行零点校正，降低零点漂移对测量结果的影响，得到更平滑稳定的呼吸信号和准确的肺功能测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种肺功能测量零点漂移自动校正系统，其特征在于，包括：第一差压传感器、第二差压传感器、信号放大单元、低通滤波单元、外部高精度AD采集单元和微控制器；所述第一差压传感器与所述第二差压传感器分别通过顺序连接的信号放大单元、低通滤波单元后共同接入外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜风玲，叶南亭，刘春生，
申请(专利权)人：深圳市惟拓力医疗电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44