Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потоков

 

Изобретение относится к медицинской технике и позволяет измерить параметры дыхания. Выдыхаемый поток воздуха проходит через термочувствительные элементы 2 и 3, сигналы с выхода которых поступают на выводы 5, 6 и 7 измерителя 4 температуры и скорости потока. Элементы 2 и 3 и измеритель 4 входят в состав устройства 1 для одновременного измерения температуры и скорости потоков. Сигнал с вывода 8 измерителя 4 через инвертирующий усилитель-ограничитель 10 и формирователь 11 импульсов поступает на управляющие входы ключей 12 и 13. Сигнал с выхода генератора 16 тока заряжает конденсатор 14 в течение времени замкнутого ключа 12, и на выходе 21 формируется напряжение, пропорциональное длительности выдоха. Сигнал с вывода 9 измерителя 4 поступает через функциональный преобразователь 17, аналоговый перемножитель 19, на второй вход которого поступает сигнал от регулируемого источника 18 напряжения, и управляемый генератор 20 тока на конденсатор 15 и заряжает его в течение времени замкнутого ключа 13, и на выходе 22 формируется напряжение, пропорциональное объему выдоха. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю А 61 В 5/08, G 01 Р 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

emu 1

Фиг. 1 (61) 1569719 (21) 4671248/14 (22) 31.03,89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Институт радиофизики и электроники

АН АрмССР (72) P.À.Ñèìîíÿí и Д,Э.Торикян (53) 617.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1569719, кл. G 01 P 5/12, 1989.

Медицинская техника, М 2, 1987, с. 18, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОСТИ ПОТОКОВ (57) Изобретение относится к медицинской технике и позволяет измерить параметры дыхания. Выдыхаемый поток воздуха проходит через термочувствительные элементы 2 и 3, сигналы с выхода которых поступают на выводы 5, 6 и 7 измерителя 4 температуры и скорости потока. Элементы 2 и 3 и измери„„Я3„„1667835 А2 тель 4 входят в состав устройства 1 для одновременного измерения температуры и скорости потоков. Сигнал с вывода 8 измерителя 4 через инвертирующий усилительограничитель 10 и формирователь 11 импульсов поступает на управляющие входы ключей 12 и 13. Сигнал с выхода генератора 16 тока заряжает конденсатор 14 в течение времени замкнутого ключа 12, и на выходе 21 формируется напряжение, пропорциональное длительности выдоха, Сигнал с вывода 9 измерителя 4 поступает через функциональный преобразователь 17, аналоговый перемножитель 19, на второй вход которого поступает сигнал от регулируемого источника 18 напряжения, и управляемый генератор 20 тока на конденсатор 15 и заряжает его в течение времени замкнутого ключа 13, и на выходе 22 формируется напряжение, пропорциональное объему выхода. 2 ил.

1667835

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления высокоточных устройств для измерения параметров дыхания, применяемых в медицине и биологии, Цель изобретения — измерение параметров дыхания.

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства для одновременного измерения температуры и сокрости потоков; на фиг, 2 — формы напряжений на некоторых харкетерных участках устройства.

В функциональную схему входят устройство для одновременного измерения температуры и скорости потоков (УОИТСП)

1 с двумя термочувствительными элементами (ТЧЭ) 2 и 3 и измерителем температуры и скорости потока (ИТСП) 4 с выводами 5 для датчика температуры (ТЧЭ 2), с выводами 6 и 7 для датчика скорости ТЧ Э 3 и с выводами

8 и 9для измерения температуры и скорости потоков, инвертирующий усилитель-ограничитель (УО) 10, формирователь импульсов (ФИ) 11, два ключа 12 и 13, два конденсатора 14 и 15, генератор тока (ГТ) 16, функциональный преобразователь (ФП) 17, регулируемый источник напряжения (РИН)

18, аналоговый перемножитель (АП) 19, управляемый генератор тока (УГТ) 20 и два выхода 21 и 22 для измерения времени и объема дыхания соответственно, Датчики

ТЧЭ 2 и ТЧЭ 3 находятся в одной плоскости поперечного сечения измерительной камеры и теплоизолированы друг от друга.

Вывод 8 УОИТСП 1 для измерения температуры дыхания соединен с входом инвертирующего YQ 10, выход которого через

ФИ 11 соединен с входами управления ключей 12 и 13. Выход ГТ 16 соединен с выходом

21 и через параллельно включенные ключ 12 и конденсатор 14 с общей шиной. Выход

УГТ20 соединен с выходом 22 измерения объема дыхания и через ключ 13 и конденсатор 15 с общей шиной. Токоэадающий вход УГТ 20 соединен с выходом АП 19, первый вход которого соединен с выходом

РИН 18, а второй — с выводом 9 ИТСП 4 через ФП 17.

На фиг, 2а приведена форма напряжений на входе инвертирующего YO 10, на фиг.

2б — на выходе инвертирующего УО 10, на фиг. 2в — форма напряжений на выходе ФИ

11, на фиг. 2г — на выходе 21 измерения времени выдоха, на фиг. 2д — на входе ФП

17, на фиг. 2е — формы напряжения на выходе 22 измерения объема выдоха.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ТЧЭ 2 измеряют температуру потока и на выводе 8 ИТСП 4

55 выдает напряжение (фиг, 2а), пропорциональное измеряемой температуре дыхания (выдоха), термодинамическим преобразователем на ТЧЭ 3 измеряется скорость потока выдыхаемого воздуха, С вывода 9 ИТСП 4 (фиг. 2д) напряжение подается к входу ФП

17, с выхода которого напряжение, пропорциональное скорости потока, подается на первый вход АП 19. С выхода РИН 18 подается напряжение, пропорциональное площади поперечного сечения измерительной камеры, На выходе АП 19 имеем напряжение, пропорциональное скорости потока, умноженной на площадь поперечного сечения камеры. Это напряжение подается к токозадающему входу УГТ 20, и конденсатор

15 заряжается. По завершении процесса выдоха величина напряжения на конденсаторе получается пропорциональной объему выдыхаемого воздуха (фиг. 2е). Как только процесс выдоха завершается, ключ 13 замыкается, конденсатор 15 заряжается, и система готова к измерению объема следующего выдоха. Одновременно с открытием ключа 13 открывается ключ 12, конденсатор

14 заряжается постоянным током от ГТ 16, напряжение на нем возрастает и по завершении выдоха его величина пропорциональна длительности выдоха (фиг, 2г). Как только процесс выдоха завершается, ключ

12 -амыкается, а конденсатор 14 заряжается, Экстремальные значения напряжения на выходе 21 (на конденсаторе 14) пропорциональны длительности выдоха. Экстремальные напряжения на выходе 22 (на конденсаторе 15) пропорциональны объему

Выдоха.

Последующей обработкой измеряемых величин можно получить температуру вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, частоту дыхания, средний объем выдоха и т,д.

Формула изобретения

Устройство для одновременного измерения температуры и скорости потоков по авт.св. М 1569719, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения параметров дыхания, в него введены инвертирующий усилитель-ограничитель, формирователь импульсов, два конденсатора, два ключа, генератор тока, регулируемый источник напряжения и последовательно соединенные функциональный преобразователь, аналоговый перемножитель и управляемый генератор тока, причем выход измерения температуры измерителя температуры и скорости потока через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и формирователь импульсов подключен к входам управления обоих ключей, выход

1667835

Qа а) Фиг. 2.

Составитель М, Хаустов

Техред M,Ìoðlåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор Е. Савина

Заказ 2598 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 генератора тока, который является выходом измерения времени выдоха, соединен через параллельно включенные первый конденсатор и первый ключ с общей шиной, которая через параллельно соединенные второй конденсатор и второй ключ подключена к выходу управляемого генератора тока, который является выходом измерения объема дыхания, выход измерения скорости потока измерителя температуры и скорости потока соединен с входом функционального преобразователя, а выход регулируемого источника напряжения подключен к второму входу

5 аналогового перемножителя, при этом датчик температуры потока и датчик скорости потока расположены в одной плоскости поперечного сечения измерительной камеры и теплоизолированы друг от друга.