Измерения объема вдыхаемого воздуха

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

333788

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М, Кл. А 61b 5/08

Заявлено 27.V 1 l.1970 (№ 1460468/31-16) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано IО.VII I.1973. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 27.111.1974

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 612.216.3(088.8) Авторы изобретения

1 т I!

А. Д. Кирсанов и К. В.. Самвелян

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЬЕМА ВДЪ|ХАЕМОГО ВОЗДУХА

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к приоорам для измерения объема вдыхаемого воздуха.

Известны приборы для измерения вдыхаемого воздуха, содержащие погружснпый в со- 5 суд с жидкостью тонкостенный колокол и датчик.

UeÄlb изобретения — повысить точность и надежность при непрерывном измерении объема воздуха, потребляемого легкими при каж- 10 дом вдохе.

Предлагаемый прибор отличается от известного тем, что колокол спабжен жестко соединенными направляющими, обкладкой конденсаторного датчика, выполненными подвижными и изолированными от внешней среды; корпусом, на котором расположен фотодиод; клапаном выдоха с фотоэлектрическим фиксатором начала выдоха; электромагнитным волотниковым распределителем; внутрен- 20 ней камерой корпуса, окружа|ощей колокол и сооощенной с атмосферой при соели пространства под колоколом с легкими биологического объекта, а при соединении пространства под колоколом с атмосферой камера кор- 25 ттуса, окружающая колокол, сооощается с источником вакуума.

На фиг. 1 и зображен корпус приоора, в разрезе; на фиг. 2 — клапан вдоха; на фиг.

3 — клапан выдîxà; на фиг. 4 зî Ioòíÿêовый распределитель; на фиг. 5 — блок-схема соединения различных узлов прибора.

Прибор содержит корпус 1, внутри которого находится подвижная система. Корпус прибора включает в себя соединенные между сооой четыре части: резервуар 2, цилиндр 8, фланец 4 и крышку 5. Резервуар 2 имеет в своем дне сверлепие б для прохода воздуха, с которым, соединен тройник 7. Внутри резервуара по его оси жестко закреплена стойкавоздухопровод 8 с подшипником 9 и отверстия;ми 10. Снаружи вдоль образующей к резервуару присоединена наливная воронка 11 с крышкой 12 и сливной пробкой 13. В горловину резервуара ввинчеп цилиндр 8 со штуцером 14. На внутренней поверхности цилиндра расположена нижняя неподвижная цилиндрическая обкладка конденсаторного датчика перемещеппя, к которой присоединен токоотво.дящпй штеккер 15. На цилиндр цавпнчен фла.пец 4 с парой подшипников 1б и резьбовымп втулками 17. На боковой степке фланца посажен токоотводящий штеккер 18. К флапцу при помощи болтов присоединена цилиндрическая крышка 5. На внутренней поверхности крышки расположена верхняя неподвижная цилиндрическая обкладка конденсаторного датчика перемещения, к которой, присоединен токоотводящий штеккер 19. На расточку крышки надето коlbUO 20, в радиальных

333788

5 0

15 сверлениях которого расположены осветитель

21 и фотодиод 22.

Подвижная система прибора содержит пеметаллический тонкостенный колокол 28, в дно которого запрессована шайба 24, соединяющая три направляющих 25. На верхние направля1ощие при помощи пары траверс 26 насажена подвижная обкладка 27 конденсаторного датчика перемещения с токоотводящей пружиной 28, электрически соединенной со штеккером 18.

Для обеспечения непрерывной автоматической работы прибор оборудован клапаном

30 выдоха и ЗО. 1отни 1IOBbl м расп релелителе11

81. Клапан вдоха (см. фиг. 2), гидростатический с шариковым динамическим клапаном, состсит из корпуса 82, в который ввинчена крышка 88. В сверления,крышки вставлены входной и .выходной 1штуцеры 84 .и 85,и трубка 86 с брызгоотражательными шайбами 87.

Под нижним концом трубки в корзинке нахоIIcsI шарик 88, изготовленный из материала с удельным весом меньшим, но достаточно близким к удельному весу воды.

Клапан выдоха (см. фиг. 3), мембранный с фотоэлектрическим фиксатором начала выдоха, состоит из корпуса 89, закрытого защитной крышкой 40. В боковые сверления корпуса на скользящей посадке вставлены фикси1руемые болтами 41 капсула 42 с осветителем и капсула 48 с фотодиодом; продольные оси последних для обеспечения точной регулировки эксцентричны по отношению и продольным осям капсул. В расточке дна корпуса расположена закрывающая отверстия 44 мембрана 45, центральное отверст.".: которой перекрывается пятой 46, закрепленной па дне корпуса. На мембране укреплен флажок 47. К наружной части дна корпуса жестко присоединено основание 48 с входным штуцером 49. Фотоэлектрическая пара имеет соединительные штеккеры 50, расположенныс на внешней стороне корпуса.

Золотниковый распределитель 81 (см. фиг. 4) содержит электромагнит в,корпусе

51 которого расположена обмотка 52, намотанная на катушке 53, внутри этой катушки может перемещаться якорь 54, с возвратной пружиной 55. К якорю при помощи регулируемой цапфен1ной пары 56 присоединен золотник 57, перемещающийся в цилиндре 58, к отверстиям которого присоединены штуцеры 59 — 63. Цилиндр, посредством переходника 64 соединен с ярмом 65 корпуса электромагнита.

Кроме описанных выше узлов прибор содержит также электронную схему бб автоматического управления работой прибора и электронную измерительную схему 67 (см. фиг. 5). При помощи выходного тройника 68 прибор присоединяется к легким животного либо посредством трахеотомической трубки, либо маски, либо каким-то другим способом.

З5

При подготовке прибора к работе в резервуар 2 корпуса и в клапан 29 наливают до соответствующих рисок на корпусе:воду (желательно дистилл.ирова иную); конденсаторный датчик перемещения соединяют с электронной измерительной схемой 67, соединяют все воздушные и электрические цепи между блокачи, золотниковый распределитель 81 соединяют с источником вакуума, подают электрическое питание на схемы бб и 67 автоматического управлеш1я и измерения. После этого присоединяют тройник 68, и прибор, начинает работать, осуществляя измерение объема каждого вдоха.

Прибор работает следующим образом. прибор находится в состоянии готовности, когда .подвижная система установлена в крайнее верхнее положение и колокол 28 содержит в себе максимальное количество воздуха. Якорь 54 золотникового распределителя

81 отпущен (обмотка 52 электромагнита обеспечена), следовательно, внутреннее пространство корпуса через соединенные .между собой штуцера 14 и 59 и неперекрытый штуцер 62 сообщено c,àòìîñôåðîé. 1П1ространство под колоколом через отверстия 10, стойку-воздухопровод 8 и тройник 7 соединено с входным штуцером 34 клапана вдоха, выходной штуцер 85 которого соед1гнен с легкими. Уровень воды в трубке,36, компенсирующий вес подвижной системы прибора, максимально низок и находится около нижнего конца трубки.

Штуцер 61 золотникового распределителя, соедине1пный с тройником 7, перекрыт золотником, которым перекрыт также штуцер 63, соединенный с источником вакуума.

Совершая вдох, биологический объект потреоляет воздух из .колокола 28, что вызывает перемещение подвижной системы вниз.

Благодаря цилиндрической форме колокола, изменение емкости конденсаторного датчика перемещения линейно соответст1вует изменению объема воздуха .под колоколом в течение акта вдоха. Реги"трация величины показаний объема вдоха осуществляется как считыванием,показаний стрелочного прибора, отградуированного в см, так и посредством какоголибо самопишущего устройства, Кроме того, к дополнительному низкоомному выходу электронной измерительной схемы могут бы1гь подключены различные лреобразователи, например преобразователь типа аналог — код.

Наступающий по окончании вдоха акт выдоха используется в качестве сигнала для перезарядки колокола 28, т. е. для поднятия подвижной системы 1прибора до уровня, на кстором она находилась к началу вдоха. Поступая через тройник 68 к входному штуцеру

49 клапана выдоха, выдыхаемый воздух .приподнимает его мембрану 45 с флажком 47, происходящее пр1и этом затемнение фотодиода вызывает подачу напряжения на электромагнит золотникового распределителя схемой

66 автоматического управления. Втягиванием якоря 54 золотник 57 перемещается вниз (см.

333788 фиг. 4), таким образом, пространство под колоколом 28, через соединенные между собой тройник 7 и открывшийся штуцер 61 сказывается сообщенным с атмосферой, одновременно с этим внутреннее пространство корпуса через соединенные между собой штуцеры

14 и 59 разобщается закрытием штуцера 62 от атмосферы и сообщается открывшимся штуцером 68 с источником вакуума. Под действием вакуума подвижная система поднимается, .и воздух из атмосферы через штуцеры 60, 61, тройник 7, сверление 6, стойку-воздухопровод В и отверстие 10 поступает под колокол.

Динамический заброс воды через трубку

86 ко входному штуцеру 84 клапа: а вдоха, который происходит в момент переключения золотникового распределителя, предотвращается шариком 88, который прижимается при этом к концу трубки, прикрывая его (причем точной притирки шарика 88 к концу трубки не требуется, т. к. в данном случае достаточно лишь задросселировать отверстие) .

Прохождение самого выдыхаемого воздух» в корпус препятствует гидростатическое давление воды в клапане вдоха.

Подъем подвижной системы прекращается при затемнении фотодиода 22 подвижной обкладкой 27 конденсаторного датчика перемещения, когда последний, поднимаясь, пересекает луч осветителя 21, так как при этом схема автоматического управления обеспечивает электромагнит золотникового распределителя. и era якорь 54 вместе с золотником 57 перемещаются возвратной пружиной 55 в исходное положение, При этом пространство под колоколом 28 отсоединяется перекрытием штуцера 61 от атмосферы, а внутреннее пространство корпуса переключается от источника вакуума к атмосфере (штуцер 68 закрывается, а штуцер 62 открывается), что вызывает остановку подвижной системы. Прекращение подъема подвижной системы означает, что прибор вновь заряжен и готов к измерению следующего вдоха и т. д.

Предмет изобретения

Прибор для измерения объема вдыхаемого воздуха, содержащий погруженный в сосуд с жидкостью тонкостенный tIco JI oKOJI H +3 T ч и к, от. .ичгюи ийся тем, что, с целью повышения точности и надежности при непрерывном измерении объема воздуха, потребляемого легки мн .при каждом вдохе, колокол снабжен вестко соединенными направляющими, обкл»дкой конденсаторного датчика, выполнен ными подвижными и изолированными от внешней среды, корпусом, на котором расположен фотодиод, клапаном выдоха с фотоэлектрическим фиксатором начала выдоха, электромагнитным золотниковым распределителем, внутренней камерой корпуса, окружающей колокол,и сообщенной с атмосферой при соедивепии пространства под колоколом с легкими биологического объекта, а при соединении пространства под колоколом с атмосферой камера корпуса, окружающая колокол, сообщена с .источником вакуума.

333?88

Фиг 5

Редактор Э. Шибаева

Заказ 916/204 Тираж 4б7 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., a. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

+4 М Su иг 3

Составитель Е. Ланцбург

Техред Т. Курилко Корректор В. Жолудева