Способ измерения скорости потока воздуха при дыхании

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1222243 А

m 4 А 61 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574499/28-14 (22) 24.12.82 (46) 07.04.86. Бюл. Ф 13 (71) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики (72) С.С.Дашковский, В.И.Линдунен и А.Н.Пашковский (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 508161, кл. А 61 В 5/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 766577, кл. А 61 В 5/02, 1978. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ПОТОКА ВОЗДУХА ПРИ ДЫХАНИИ путем нагревания датчика до заданной температуры и последующего его охлаждения с циклическим повторением указанного процесса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности регистрации изменений скорости потока, нагревание датчика осуществляют импульсом мощностью, превышающей допустимую, после охлаждения до заданной температуры осуществляют повторное его нагревание, а по времени охлаждения оценивают скорость потока воздуха.

1222243

) 1Î

I 1

V--А-е "(-„- — — ) т т„о

Изîбретение относится к медицине (медицинской технике} и предназначено для измерения скорости потока воздуха при дыхании, например, в процессе функциональных исследо,ваний.

Цель изобретения — повышение точности регистрации изменений скорости потока воздуха.

Способ осуществляется следующим образом.

В начальный момент цикла термоанемометрический преобразователь подвергается форсированному нагреванию импульсов разогрева, при подаче которого выделяющаяся на преобразователе мощность значительно, в 5-6 раз, превышает допустимую для данного типа преобразователей, Нагревание прекращается по достижении термоанемометрическим преобраэователем верхнего заданного уровня температуры. Преобразователь начинает охлаждаться в измеряемом потоке, причем интенсивность охлаждения зависит от скорости этого потока. В момент достижения преобра-зователем нижнего заданного уровня температуры форсированное нагревание возобновляется, и цикл повторяется.

Таким образом, длительность перио.дов охлаждения преобразователя от верхнего до нижнего заданных уровней температуры является функцией скорости потока воздуха при дыхании.

Установив эти уровни достаточно близко к максимальной допустимой температуре нагревания преобразователя, т.е. установив максимально возможный градиент температур преобразователя и окружающей среды, появляется возможность производить измерение длительности периодов охлаждения на участке максимальной крутизны рабочей характеристики преобразователя, чем обеспечивается существенное уменьшение инерционности измерения. Возобновление нагревания в момент достижения преобразователем нижнего заданного уровня температуры и проведение нагревания в форсированном режиме позволяет улучшить временное соотношение s измерительном цикле "нагревание (пауза измерения) — охлаждение (собственно измерение)" в пользу последнего, что также уменьшает инерцион ность измерения. Кроме того, форсированное нагревание позволяет сделать длительность периодов нагревания практически независимой от скорости вентиляции, прн этом в качестве показателя скорости потока воздуха при дыхании можно использовать длительность всего измерительного цикла ,"нагревание-охлаждение".

Пример. На макете устройства, реализующего предлагаемый способ измерения скорости потока воздуха при дыхании, были проведены эксперименты. В качестве термоанемометрического преобрasoâàòåëÿ испольэовался терморезистор CT 3-14, помещенный B расходомерную трубку. Исходя из паспортной допустимой мощности рассеивания P>,an.--л0 мВт и допустимой рабочей температуры Т„., =120 С, подводимая к термореэистору мощность устанавливалась 250 мВт, нагрев терморезистора прекращался при достижении им 100 С, охлаждение в потоке воздуха производилось до 99 С. Для градуировки зависимости длительности цикла нагревание-охлаждение от скорости потока воздуха при дыхании была использована образцовая мера, последовательно соединенная по потоку с макетом устройства, Поток воздуха создавался вентилятором с регулируемой производительностью., . Э Образцовая мера расхода позволяет ь измерять расход воздуха до 5 дм /с с погрешностью 0,1%+0,01 дмз/с. В качестве регистратора использовался частотомер ЧЗ-36 в режиме измерения д!) периода следования импульсов (точность до 10 c.f. Эксперименты показали, что зависимость между скоростью вентиляции и выходным параметром устройств"; может быть аппроксимирована зависимостью: где V - скорость потока воздуха;

А и К вЂ” постоянные коэффициенты, учитывающие конструктивные параметры термоанемометрического преобразователя (в эксперименте К=36,55»

"l0 с, А=1 дм /с);

Т вЂ” период следования циклов (т.е. длительность циклов)

"нагревание-охлаждение";

1222243

Составитель Б.Фигурин

Техред В.Кадар Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Савко

Заказ 1633/2

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Т вЂ” период следования циклов î при скорости потока воздуха 1,0 дм /с.

В данном макете Т„,=7,66-10 с, т.е. при скорости потока воздуха в 1 дм /с, измеряемый поток воздуха "опрашивается" с частотой 1/Т„

=130 Гц, что позволяет регистрировать высокочастотные изменения скорости потока воздуха при дыхании до 65 Гц. При увеличении скорости потока воздуха частота "опроса" еще

4 более увеличивается и достигает в данном макете 200 Гц при скорости потока воздуха в 10 дмз/с.

Эксперименты показали что в диапазоне 0-5 дм /с погрешность ма-, кета не превышает 1,OX+0 06 дмз/с, что существенно меньше погрешности измерения прибора пневмотахограф с

1р интегратором, который в диапазоне

0-3,0 дмз/с имеет погрешность +7,3Х, т.е. +0,22 дм /с.