Устройство для определения поглощенной дозы аэрозолей

 

Изобретение относится к медицине, используется для биолого-гигиенических исследований при определении массы и дисперсного состава аэрозолей и направлено на повышение точности определения параметров вдыхаемой аэрозоли отдельными участками дыхательных путей при дыхании носом и ртом. Устройство содержит маску 1 для герметизации органов дыхания, реле 17 выхода, датчик 31 объема выдыхаемого воздуха. Каналы вдоха и выдоха выполнены раздельными. На входе канала выдоха, образующего с воздуховодом вдоха ртом дыхательную трубку, размещен клапан 16, связанный с подвижным контактом реле 17 выдоха. На выходе канал выдоха разделен на первый 19, второй 20, снабженные нормально закрытыми клапанами 22, 24, и снабженный нормально открытым клапаном 23 третий 21 воздуховоды, выходы которых снабжены держателями с фильтрами 28, 29, 30. Канал входа разделен на воздуховод 10 вдоха носом и воздуховод 11 вдоха ртом с клапанами 13, 14 на их входах и двухпозиционным краном 12 в месте разделения. Управление работой устройства производится устройством управления 35. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4327203/28-14 (22) 08.10.87 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (71) Тернопольская областная санэпидемстанция (72) Н. А. Кашуба, В. С. Очеретинский и И. Б. Мулляр (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 602828, кл. G 01 N 15/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 111 3091, кл. А 61 В 5/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОГЛОШЕННОЙ ДОЗЫ АЭРОЗОЛЕЙ (57) Изобретение относится к медицине, используется для биолого-гигиенических исследований при определении массы и дисперсного состава аэрозолей и направлено на повышение точности определения параметров вдыхаемой аэрозоли отдельными уча„„SU„„1533653 A 1 (51)5 А 61 В 5/08 стками дыхательных путей при дыхании носом и ртом. Устройство содержит маску

1 для герметизации органов дыхания, реле

17 выдоха, датчик 31 объема выдыхаемого воздуха. Каналы вдоха и выдоха выполнены раздельными. На входе канала выдоха, образующего с воздуховодом вдоха ртом дыхательную трубку, размещен клапан 16, связанный с подвижным контактом реле 17 выдоха. На выходе канал выдоха разделен на первый 19, второй 20. снабженные нормально закрытыми клапанами 22 и 24, и снабженный нормально открытым клапаном

23 третий 21 воздуховоды, выходы которых снабжены держателями с фильтрами 28 — 30.

Канал вдоха разделен на воздуховод 10 вдоха носом и воздуховод 11 вдоха ртом с клапанами 13 и !4 на их входах и двухпозиционным краном 12 в месте разделения.

Управление работой устройства производится устройством 35 управления. 2 ил.

1533653

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для биолого-гигиенических исследований при определении массы и дисперсного состава аэрозолей, осевшихх на отдел ьных участках дыхательных путей из исследуемого объема вдыхаемого воздуха.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров вдыхаемой аэрозоли отдельными участками дыхательных путей при дыхании носом и ртом.

На фиг. 1 представлено устройство для определения поглощенной дозы аэрозолей, общий вид; на фиг. 2 — - функциональная схема устройства управления.

Устройство содержит маску 1, выполненную в виде эластичной манжетки и обеспечивающую плотное прилегание и герметизацию органов дыхания. К маске жестко прикреплены возду ховоды и держатели фильтров. Держатель фильтра 2 в канале 3 вдоха имеет два отверстия 4 и 5. Отверстие 4 соединено непосредстзенно с каналом вдоха 3, а отверстие 5 — через фильтр 6.

Оба отверстия 4 и 5 снабже!!ы клапанами

7 и 8, управляющими первым соленоидом 9, В месте разделения канала 3 вдоха на два воздуховода (воздуховод 10 вдоха носом и воздуховод 11 вдоха ртом) установлен двухпозиционный кран 12. Воздуховод 10 вдоха носом заканчивается клапаном 13, воздуховод 1! вдоха ртом оснащен клапаном 14 вдоха.

Воздуховод 11 вдоха ртом вместе с прилегающим к нему каналом 15 выдоха образует дыхательную трубку, заканчивающуюся в непосредственной близости у рта. Канал 15 выдоха перекрывается клапаном 16 выдоха с контактами реле 17 выдоха и заканчивается распределительной системой 18, состоящей из трех раздельных воздуховодов 19 — -21 с клапанами 22 — 24, соединенными с четвертым 25, вторым 26 и третьим 27. якорными соленоидами. В воздуховодах 19- — 21 на выходе установлены фильтры 28 — 30, которые при необходимости можно заменить датчиками пылегазоанализаторов. В канале

15 выдоха вмонтирован датчик 31 объема выдыхаемого воздуха, состоящий из крыльчатки 32, фотодиода 33 и светодиода 34, расположенных по обе стерся!ы крыльчатки один против другого.

Схема управления устройства для определения поглон!енной дозы аэрозолей выполнена в виде электронного блока 35, состоящего из четырех счетно-исполнительных устройств. Счетно-исполнительное устройство 36 оснащено вторым дешифратором 37, служащим для ввода величины обьема исследуемого участка дыхательных путей шестым ключом 38, управления третьим соленоидом 27 клапана распределительной системы, третьим электронным ключом 39 управления счетчиком-индикатором, третьим блоком 40 индикации су ммарного объема воздуха, выдыхаемого через клапан 24 с одного из исследуемых участков дыхательных путей. Аналогичным образом устроены два другие счетно-исполнительные устройства.

Счетно-исполнительное устройство 41 оснащено первым дешифратором 42, служащим для ввода величины объема следующего исследуемого участка дыхательных путей, пятым ключом 43 управления соленоидом клапана распределительной системы, четвертым электронным ключом 44 управления счетчиком-индикатором, четвертым счетчиком-индикатором 45 суммарного объема воздуха, выдыхаемого через клапан 23 из исследуемого участка дыхательных путей.

Счетно-исполнительное стройство 46 оснащено третьим дешифратором 47, служащим для ввода величины объема очередного исследуемого участка дыхательных путей, седь20 м ым ключом 48 у правления соленоидом клапана распределительной системы, вторым электронным ключом 49 управления счетчиком-индикатором, вторым счетчиком-индикатором 50 суммарного объема воздуха, выдыхаемого через клапан 22 из исследуемого участка дыхательных путей. Четвертое счетно-исполнительное устройство 51 имеет в своем составе усилитель-ограничитель

52, формирователь 53 импульсов, первый электронный ключ 54, счетчик-делитель 55 импульсов на шесть, счетчик-делитель 56

30 импульсов на двадцать, шестиразрядный двоичный счетчик 57, первый счетчик-индикатор 58 суммарного объема воздуха, выдыхаемого со всех участков дыхательных путей, пятый счетчик-индикатор 59 количества дыхательных движений, счетчик-делитель

35 60 на два соленоида канала вдоха, формирователь 61 сигнала сброса после каждого дыхательного движения, восьмой ключ 62 управления соленоидом воздуховода вдоха.

Злектронный блок 35 соединен электрической цепью с контактами реле 17 выдоха клапана 16 выдоха, через контакт 63 ключа

62 с соленоидом 9, с датчиком 31 и соленоидами 25 — 27 распределительной системы 18.

45 Устройство работает следующим образом.

В первый дешифратор 42 кнопочным устройством в шестиразрядном двоичном коде вводится величина объема мертвого пространства прибора, т. е. объем от клапана

16 выдоха до клапанов 22 — 24 распределительной системы 18. Во второй дешифратор 37 таким же образом вводится величина объема мертвого пространства и величина обьема первого исследуемого участка дыхательных путей, верхняя граница которого начинается у края ротового отверстия. В третий дешифратор 47 вводится величина объема, установленная на дешифраторе 37, и величина объема второго

1533653 исследуемого участка дыхательных путей, который начинается у нижней границы первого участка. Изменения величин объемов, вводимых в дешифраторы 37 и 47, позволяют проводить измерения дозы поглошенных аэрозолей на любых участках дыхательных путей, но при этом величина суммарного объема, введенная в дешифраторы 37 и 47, должна быть меньше дыхательного объема легких.

При проведении измерений устройством двухпозиционный кран 12 находится в положении, перекрывающем воздуховод вдоха носом, обеспечивает прохождение вдыхаемого воздуха через воздуховод вдоха ртом.

Контакт 63 ключа 52 соленоид 9 включен.

Во избежание смешивания воздуха подмасочного пространства с выдыхаемым воздухом дыхательная трубка расположена в непосредственной близости у рта и во время работы устройства удерживается губами исп ытуем ого.

Полный цикл работы устройства состоит из двух дыхательных движений. Во время первого вдоха ртом соленоид 9 не работает, якорь под воздействием пружины отжат, отверстие 5 воздуховода вдоха закрыто клапаном 8. Через отверстие 4, двухпозиционный кран 12, по воздуховоду 11 и далее черед клапан 14 дыхательной трубки вдыхаемый воздух попадает в дыхательные пути.

В начале выхода под воздействием выдыхаемого воздуха клапан 16 выдоха открывается, замыкая контакты реле 17 выдоха клапана выдоха, открываюшие первый электронный ключ 54. Выдыхаемый воздух начинает вращать крыльчатку 32 датчика

3l. Сигналы с датчика 31 поступают на усилитель-ограничитель 52, в котором происходит преобразование формы сигналов в прямоугольные импульсы, поступаюшие в формирователь 53 импульсов, формирующий короткие импульсы определенной длительности. Импульсы через открытый первый электронный ключ 54 поступают в счетчик-делитель 55 на шесть, далее в счетчик-делитель 56 на двадцать, суммируются и индицируются на шкале счетчика-индикатораа 58. Счетчики-дел ители позвол яют добиться того, что одному импульсу соответствует необходимая величина измеряемого объема выдыхаемого воздуха. При этом на шкалу индикации объема выдыхаемого воздуха со всех участков дыхательных путей поступает лишь один импульс из 20 поступивших на какую-либо шкалу индикации объема воздуха выдыхаемого с отдельных участков дыхательных путей. Поэтому цена одного импульса в 20 раз больше. Это позволяет избежать быстрого переполнения шкалы индикации при длительной работе устройства. Со счетчика-делителя 55 импульсы также поступают на шестиразрядный

55 двоичный счетчик 57 и на электронные ключи 39, 44 и 49. Со счетчика 57 сигналы поступают на дешифраторы 37, 42 и 47.

После прохождения через клапан 23 объема воздуха, соответствуюшего величине, установленной на первом дешифраторе 42, поступающие в шестиразрядный двоичный счетчик 57 импульсы создают комбинацию, соответствующую комбинации, установленной на первом дешифраторе 42. При этом срабатывают ключи 43 и 38. Соленоид 26 закрывает клапан 23 и соленоид 27 открывает клапан 24. Одновременно ключом 43 через ключ 44 прекрашается поступление импульсов со счетчика-делителя 55 на счетчик-индикатор 45, а ключом 38 через электронный ключ 39 обеспечивается поступление импульсов со счетчика-делителя 55 шесть на счетчик-индикатор 40.

После прохождения через клапан 24 объема воздуха, соответствующего величине, установленной на втором дешифраторе 37, поступающие в шестиразрядный двоичный счетчик 57 импульсы создают комбинацию, соответствующую комбинации, установленной на втором дешифраторе 37, что приводит к срабатыванию ключей 38 и 48. Соленоид 27 закрывает клапан 24, а соленоид

25 открывает клапан 22. Одновременно ключом 38 управления соленоидом через третий электронный ключ 39 прекращается поступление импульсов со счетчика-делителя

55 на шесть на счегчик-индикатор 40, а седьмым ключом 48 через второй электронный ключ 49 обеспечивает поступление импульсов со счетчика-делителя 55 на шесть на второй счетчик-индикатор 50.

После прохождения через клапан 22 объема воздуха, соответствующего величине, установленной на дешифраторе 47, поступаюшие в шестиразрядный двоичный счетчик

57 импульсы вызывают комбинацию, соответствующую комбинации, установленной на дешифраторе 47, что приводит к срабатыванию ключа 48, соленоид 25 закрывает клапан 22. Сигнал с дешифратора 47 поступает также на блок 61, откуда сигнал поступает на шестиразрядный двоичный счетчик 57, сбрасывая на нуль установившиеся на нем показания и запрещая его дальнейшую работу, что позволяет избежать повторного срабатывания соленоидов

27, 26 м 25 на этом выдохе. С выхода блока

61 сигнал также поступает на ключ 43. Соленоид 26 открывает клапан 23, через который проходит остальной выдыхаемый воздух из участков дыхательных путей, расположенных ниже исследуемых. Часть этого воздуха заполняет мертвое пространство прибора и остается не выдохнутой в этом выдохе и выдыхается через этот же кладохе и выдыхается через этот же клапан 23 в начале следующего дыхательного движения. Это обстоятельство учитывается при

1533653, становке дешифратора 42. К;лючом 48 через ключ 49 прекращается поступление импульов со счетчика-делителя 55 на шесть на второй счетчик-индикатор 5О, а ключом 43 через ключ 44 обеспечивается поступление импульсов со счетчика-делителя 55 на шесть на четвертый счетчик-индикатор 45, После окончания выдоха размыкаются контакты реле 17 выдоха и закрывается ключ 54, прекращая прохождение импульсов от датчика 31, поэтому подсчет импульсов на четвертом счетчике-индикаторе 45 и первом счетчике-индикаторе 58 прекращается, что позволяет избежать считывания импульсов при инерционном эращении крыльчатки 32. От размыкания контактов реле

17 выдоха срабатывает пятый счетчик-индикатор 59, увеличивая значение своих показаний на единицу после каждого дыхательного движения. От размыкания контактов реле 17 выдоха срабатывает также счетчик-делитель 60 гга два соленоида воздуховода вдоха, от которого на каждом четном вдохе срабатывает восьмой ключ 62, включающий контактом 63 соленоид воздуховода 9 вдоха, который попеременно переключает клапаны 7 и 8 через каждым последующим вдохом, обеспечивая тем самымм поочередное осажден не аэрозоля на фильтре вдоха (при четном дыхательном движении) и фильтрах распределительной системы 28 — 30 выдоха (при нечетном дыхательном движении). От размыкания контактов реле 17 выдоха срабатывает также блок 61, разрешая дальнейшую работу обнуленного шестиразрядного двоичного счетчика 57.

Формула изобретенгся

Устройство для определения поглощенной дозы аэрозолей, содержащее маску для герметизации органов дыхания с клапанами вдоха и выдоха, держатель с фильтром, выполненный с двум я отверстиями, одно из которых непосредственно, а другое через фильтр сообщены с каналом вдоха, клапаны, установленные с возможностью последовательного перекрытия отверстий, первый соленоид, связанный с клапанами, устройство управления, выходом связанное с первым соленоидом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров вдыхаемой аэрозоли отдельными участками дыхательных путей при дыхании носом и ртом, в него введены реле выдоха и датчик объема выдыхаемого воздуха, каналы вдоха и выдоха выполнены раздельными, на входе канала выдоха, образующего с воздуховодом вдоха ртом дыхательную трубку, размещен клапан, связанный с подвижным контактом реле выдоха, на выходе канал выхода разделен на первый, второй, снабженные нормально закрытыми клапанами, и снабженный нормально открытым клапаном третий воздуховоды, выходы которых снабжены держателями с фильтрами, канал вдоха разделен на воздуховод вдоха носом и воздуховод вдоха ртом с клапанами на их входах и двухпозиционным краном в месте разделения, устройство управления включает последовательно связанные с выходом датчика объема выдыхаемого воздуха усилитель-ограничитель, формирователь импульсов, первый электронный ключ, счетчик-делитель импульсов на шесть, счетчик-делитель импульсов на двадцать, счетчик-индикатор, выход счетчика-делителя импульсов на шесть соединен с входами шестиразрядного двоичного счетчика и второго, третьего и четвертого электронных ключей, выходы которых связаны с вторым, третьим и четвертым счетчиками-индикаторами соответственно, выход шестиразрядного двоичного счетчика соединен с входами первого, второго и третьего дешифраторов, выход первого дешифратора — с первым входом пятого электронного ключа, последовательно соединенного с вторым, связанным с нормально открытым клапаном соленоидом, другим выходом связанного с другим входом четвертого электронного ключа, и шестым электронным ключом, последовательно сое30 диненным со связанным с нормально закрытым клапаном третьим соленоидом, выход второго дешифратора — с другим входом шестого электронного ключа, другим выходом связанного с другим входом третьего электронного ключа и входом седьмого

35 электронного ключа, другим выходом связанного с вторым входом второго электронного ключа, выход третьего дешифратора— с другим входом седьмого электронного ключа, первый выход которого соединен с четвертым соленоидом, связанным с нормально закрытым клапаном, а второй — с другим входом второго электронного ключа и первым входом формирователя сигнала сброса после каждого дыхательного движения, контакт реле выдоха с одной стороны подключен к последовательно связанным счетчику-делителю на два, восьмому электронному ключу устройства управления, а с другой — к другому входу первого электронного ключа, пятому счетчику-индикатору и второму входу формирователя сигнала сброса после каждого дыхательного движения, выходом связанного с другим входом шестиразрядного двоичного счетчика и другим входом пятого электронного ключа, при этом контакт восьмого электронного ключа включен между выходом устройства управления и первым соленоидом.!

533653

Составитель Л. Черепанова

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор T. Малец

Заказ 2 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, iK — 35, Рву шская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент». г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1