배경 기술:
인체의 각 장기의 기능은 산소 공급이 충분한 경우에만 정상적으로 작동할 수 있다. 인체의 산소 공급은 전적으로 폐의 호흡에 달려 있다. 호흡 과정에서 폐는 산소를 들이마시고 대사산물 이산화탄소를 배출한다. 폐 기능의 측정은 피험자의 호흡 기능을 판단할 수 있으며, 가슴 복부 수술 전에 기도 폐색 유형을 구분하고 폐 기능을 평가하는 데 실질적인 임상적 의의가 있다. 기술이 발달하면서 폐 기능 테스터는 기존의 부표식 회전에서 휴대용 전자 테스터로 발전했다. 이 전자폐 기능 테스터에서 유량 센서는 핵심 부품 중 하나이다. 그림 1 에서 볼 수 있듯이 벤츄리 튜브 원리를 사용하여 설계된 압력 유량 센서에는 두 개의 압력 측정 포트, 저전압 압력 측정 포트 100 1 목 1003 이 포함됩니다. 숨을 내쉬는 매개변수를 감지할 때 공기 흐름은 먼저 고압 압력 측정 포트를 통과한 다음 목구멍의 저압 압력 측정 포트로 들어갑니다. 인후 구멍 지름이 작기 때문에 기류가 압축되어 가속되고 압력 손실이 비교적 크며 유량이 감소한다. 그러나 고압 압력 추출구는 후두관 앞에 있기 때문에 유량 테스트 정확도에 영향을 주지 않습니다. 유량 센서로 흡입 매개변수를 감지할 경우, 공기 흐름은 먼저 목구멍의 저압 압력 측정 포트를 통과한 다음 고압 압력 측정 포트에 들어가면 탐지된 유량이 현저히 작아집니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 흡입명언) 따라서 벤츄리의 원리에 기반한 차압 유량 센서는 두 개의 압력 측정 포트를 사용하여 숨을 내쉬고 숨을 들이마시는 양방향 흐름을 동시에 감지할 수 없습니다. 그림 2 에서 볼 수 있듯이, 벤츄리 튜브 원리에 기반한 차압 유량 센서는 4 개의 압력 측정 포트를 설계하여 흡입구 1005 에 고압 압력 측정 포트 1002 를 추가하고 목구멍에 저압 압력 측정 포트/KLOC 를 추가해야 합니다. 그림 3 에서 볼 수 있듯이 오리피스 판 원리에 따라 설계된 가스 유량 센서는 오리피스 1006 의 두께가 0.02D (지름) 보다 작기 때문에 가스 흐름의 압력 손실이 적기 때문에 숨을 내쉬고 숨을 들이마시는 양방향 흐름 감지의 정확도에 영향을 주지 않습니다. 그러나 인체의 흡입 유량이 호기 유량보다 훨씬 작기 때문에 두 세트의 압력 측정 포트를 사용하여 호기 유량과 흡입 유량을 동시에 감지하고, 흡입 감지의 감도가 부족하다. 따라서 4 개의 압력 측정 포트 1007 과 2 개의 차압 센서 1008 이 사용되었습니다. 여기에는 고거리 압력 센서 1 개와 저거리 압력 센서 1 개가 포함됩니다. 고거리 압력 센서는 숨을 내쉬는 흐름을 감지하는 데 사용되고, 저거리 압력 센서는 숨을 들이마시는 유량 감지의 감도를 높이는 데 사용됩니다. 그러나 두 세트의 다양한 범위의 차압 센서를 사용했기 때문에 유량 센서를 교정할 때 두 세트의 교정 시스템이 필요합니다. 기기의 복잡성을 높이고 신뢰성을 낮출 뿐만 아니라 생산 공정, 제조 비용 및 애프터 유지 관리의 복잡성을 증가시킬 수 있습니다. 폐 기능 검사에는 통기 기능, 환기 기능, 호흡 조절 기능, 폐순환 기능 등이 포함됩니다. 폐 기능의 많은 생리 매개변수의 측정은 호흡 기류를 지속적으로 검사해야 한다. 폐 기능 시험기의 호흡 상태 또는 흡입 상태를 판단하는 기존 방법은 차압 센서의 0 값과 비교하는 것으로, 정기적으로 교정해야 하며 전문가가 소프트웨어로 조작하는 것이 더 복잡하다. 교정 과정에서 표준 3L 교정 실린더는 일정한 속도로 여러 번 밀면서 사람의 숨을 내쉬고 숨을 들이마시는 것을 시뮬레이션합니다. 교정통의 호기 용적은 숨쉬는 용적, 즉 3L 과 같기 때문에 총 용적의 절반을 계산할 수 있는 센서 출력값은 센서의 0 값이고, 0 보다 크면 숨을 내쉬고, 0 보다 작으면 숨을 들이쉬는 것이다. 주변 온도, 습도, 대기압력 변화, 사용 주파수로 인해 센서 0 이 이동하므로 센서의 0 값을 정기적으로 보정해야 합니다. 그렇지 않으면 큰 오차가 발생할 수 있습니다. 기술 구현 요인: 이러한 단점을 극복하기 위해 본 발명의 목적은 숨을 내쉬거나 숨을 들이마시는 방법을 제공하는 것입니다. 여기에는 숨을 내쉬는 측정을 위한 첫 번째 차압 센서와 숨을 들이쉬는 측정을 위한 두 번째 차압 센서가 포함됩니다. 1 차 압력 센서와 2 차 압력 센서 사이의 압력 차를 비교합니다. 첫 번째 차압 센서의 압력 차이가 두 번째 차압 센서의 압력 차이보다 크면 호기 상태로 판단됩니다. 두 번째 압력 센서의 압력 측정치가 첫 번째 압력 센서의 압력 차이보다 크면 흡입 상태로 결정됩니다. 또한, 본 발명은 주로 숨을 내쉬는 공기 흡입구 부분, 첫 번째 원추 부분, 목 부분, 두 번째 원추 부분이 차례로 연결되어 있는 중공관 구조의 유량 센서를 제공합니다. 목 부분의 관벽에는 저압 인출구가 설치되어 있고, 비목 부분의 양쪽 관벽에는 각각 첫 번째 고압 인출구와 두 번째 고압 인출구가 설치되어 있다. 또한, 숨을 내쉬는 입구와 목구멍은 원통형이고, 숨을 내쉬는 입구의 지름은 목구멍의 지름보다 크고, 첫 번째 원뿔과 두 번째 원뿔은 원뿔형이며, 지름이 작은 첫 번째 원뿔과 두 번째 원뿔의 한쪽 끝은 각각 목을 향합니다. 또한 첫 번째 유입구는 첫 번째 원뿔 또는 숨을 내쉬는 입구에 설정되고 두 번째 고압 유입구는 두 번째 원뿔에 설정됩니다. 첫 번째 고압 분할 커넥터와 저전압 분할 커넥터 사이의 거리가 두 번째 고압 분할 커넥터와 저전압 분할 커넥터 사이의 거리보다 작은 것이 좋습니다. 이 발명의 장점은 폐기능 탐지기가 숨을 들이쉬거나 숨을 내쉬는 것을 지속적으로 감지할 때, 숨을 내쉬는 감지 모드와 숨을 들이마시는 감지 모드 사이를 빠르고 자유롭게 전환할 수 있고, 숨을 내쉬는 판단은 센서 출력의 0 값에 의존하지 않는다는 점이다. 따라서 센서 숨을 들이마시는 변환의 0 값을 정기적으로 교정할 필요가 없어 검사의 정확성을 보장할 필요가 없다. 그림 설명 그림 1 은 기존 기술의 2 홀 유량 센서의 구조도입니다. 그림 2 는 기존 기술의 4 홀 유량 센서의 구조도입니다. 그림 3 은 기존 기술의 구멍 플레이트 유량 센서의 구조도입니다. 그림 4 는 본 발명에 따른 3 홀 유량 센서의 구조도입니다. 그림 5 는 흡입구가 있는 3 홀 유량 센서의 구조 다이어그램입니다. 그림 6 3 홀 유량 센서와 차압 센서의 연결 다이어그램입니다. 도 7 은 본 발명에 따른 폐 기능 시험기의 회로도이다. 그림 8 은 순서도를 측정합니다. 그림 4 에서 볼 수 있듯이 폐 기능을 측정하는 데 사용되는 유량 센서는 주로 숨을 내쉬는 입구 1, 첫 번째 테이퍼 부분 2, 목 3, 두 번째 테이퍼 부분 4 로 구성된 중공관 구조입니다. 저압 인출구 5 는 목구멍의 관벽에 열려 있고, 제 1 고압 인출구 6 과 제 2 고압 인출구 7 은 각각 비목 양쪽의 관벽에 열려 있다. 숨을 내쉬는 입구 1 과 목구멍 3 은 원통형이며, 숨을 내쉬는 입구 지름은 목 지름보다 큽니다. 첫 번째 원추 부분 2 와 두 번째 원추 부분 4 는 테이퍼형이고 첫 번째 원추 부분과 두 번째 원추 부분의 지름이 작은 끝은 각각 목을 향합니다. 첫 번째 압력 입구 6 은 첫 번째 원뿔 2 또는 호흡 입구 1 에서 열 수 있습니다. 두 번째 고압 배출구 7 은 두 번째 테이퍼 섹션 4 에서 열 수 있습니다. 그림 5 에서 볼 수 있듯이 지름이 큰 두 번째 테이퍼 부분의 한쪽 끝이 공기 흡입구 8 에 연결된 구현의 경우 두 번째 고압 공기 흡입구 7 도 공기 흡입구 8 에서 열 수 있습니다. 숨을 내쉬면서 폐 기능 매개변수를 측정할 때 차압 센서를 통해 첫 번째 고압 샘플링구와 저압 샘플링구 사이의 차압을 측정합니다. 숨을 들이마시는 동안 폐 기능 매개변수를 측정할 때 차압 센서를 통해 두 번째 고압 입구와 저압 입구 사이의 차압을 측정합니다. 폐 기능 테스터는 고압 및 저압 압력 측정 포트 사이의 압력 차이에 따라 분석 테스터의 다양한 폐 기능 지표를 계산하여 의사 또는 테스터에게 상태를 판단하거나 효능을 확인합니다. 파이프의 최대 지름, 파이프의 길이, 첫 번째 테이퍼 각도 θ 1 및 두 번째 테이퍼 각도 θ2 고정 구현 사례와 같은 유량 센서의 매개변수에서 첫 번째 고압 커넥터와 저압 커넥터 사이의 거리를 조정하여 호흡 측정에 필요한 감도를 얻을 수 있습니다. 또한 두 번째 고압 커넥터와 저압 커넥터 사이의 거리를 조정하여 호흡 측정에 필요한 감도를 얻을 수 있습니다. 압력 강하 센서 압력 점 위치가 고정된 구현 사례에서 일치하는 유량 센서의 고압 및 저압 압력 포트 사이의 거리가 고정되어 있습니다. 유량 센서의 호흡 입구 지름, 목 지름, 첫 번째 테이퍼 각도 θ 1 및 해당 길이 또는 두 번째 테이퍼 각도 θ2 및 해당 길이를 조정하여 호흡 측정에 필요한 감지 범위를 얻을 수 있습니다. 폐 기능 감지의 최대 호기 유량이 최대 흡입 유량보다 훨씬 크기 때문에, 흡입 유량 감지의 감도를 높이기 위해서는 제 2 의 고압 흡기 압력을 높여야 한다. 유체역학 베르누이 원리에 따르면 유량과 차압의 관계는 공식 (I) 을 만족시킨다. 여기서 D 는 후두관 저압 입구의 지름, D 는 흡입구 제 2 고압 입구의 지름, υ는 유체의 밀도다. D 가 커지면 일정한 흐름에 해당하는 압력 P 도 그에 따라 커진다.