一种便携式电子峰速仪的制作方法

allin2023-04-08  110



1.本实用新型检测设备技术领域,特别是一种便携式电子峰速仪。


背景技术:

2.临床医疗中,在支气管哮喘或者其他肺部疾病中,病人的呼气峰值流量,是指用力肺活量测定过程中,呼气流量最快时的瞬间流速。该指标主要反映呼吸肌的力量及气道有无阻塞,是衡量病人肺部功能的一项重要技术指标,现有的技术中,对于病人的呼气峰值流量检测需要采用专业的设备才能进行。由于专业检测设备体积大、价格高等因素限制,只能在医院等部门才能对病人进行检测,这样病人不能在医院等之外的区域进行检测,而呼气峰值流速就像人的血糖或血压一样,每天在不同的时间测得的结果是不一样的(不同时间段,病人的身体状态不一样,因此呼气流速会不一样),这样,由于医生不能有效掌握各个时间段的病人肺部呼气量,会对精准诊断其疾病或多或少存在一定制约。
3.随着科技的发展、物联网技术的发展,采集现场相关探头(比如温度探头)输出的模拟电压信号数据,然后经单片机模块模数转换后通过gprs模块远传数据,远端相关人员经pc机或智能手机等内的应用、经显示屏显示获取现场相应设备采集的各种数据(比如温度数据等)是一项极为成熟的技术(显示界面显示的波形图或数字越大,代表现场采集的信号电压越大、反之越小,数据可储存后续相关人员可调阅)。综上所述,提供一种基于现有成熟的物联网数据收发技术,病人能在需要的时间段随时测试呼气峰值流量(流速),且各项数据能实时传递到远端医护人员,从而能为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气峰值流量数据提供有力技术支撑的便携式电子峰速仪显得尤为必要。


技术实现要素:

4.为了克服现有医用呼气流量测试设备,因结构所限存在体积大、价格高,只能在医院等部门才能对病人进行检测,病人不能在医院等之外的区域进行检测,医生不能有效掌握各个时间段的病人肺部呼气峰值流量,会对精准诊断其疾病或多或少存在一定制约的弊端,本实用新型提供了结构简单紧凑、携带使用方便,基于现有成熟的物联网数据收发技术,病人能随时随地进行肺部呼气峰值流量检测,在检测中不但能提示病人呼气峰值流量是否达标,检测数据还能实时经移动互联网传递到远端医护人员处,为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气峰值流量数据起到了有力技术支撑的一种便携式电子峰速仪。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
6.一种便携式电子峰速仪,包括壳体、叶轮式直流发电机、蓄电池、电源开关、充电插座、电压显示表、单片机模块、gprs模块,单片机模块的信号输出端和gprs模块的信号输入端电性连接;其特征在于还具有第一检测电路、第二检测电路;所述壳体的下端安装有吹气嘴,吹气嘴的上端和叶轮式直流发电机的进气管安装在一起;所述蓄电池、电源开关、充电插座、单片机模块、gprs模块、第一检测电路、第二检测电路、电压显示表、叶轮式直流发电机安装在壳体;所述叶轮式直流发电机的正极和液晶显示表的正极电源输入端,第一检测
电路、第二检测电路、单片机模块的信号输入端分别电性连接。
7.进一步地,所述吹气嘴的下端安装有限位板。
8.进一步地,所述电压显示表是液晶电压显示表,电压显示表的正极电源输入端串联有可调电阻。
9.进一步地,所述第一检测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、npn三极管、蜂鸣器、发光二极管,可调电阻一端和npn三极管基极连接,npn三极管集电极和电阻一端、蜂鸣器负极电源输入端连接,电阻另一端和发光二极管负极连接,蜂鸣器正极电源输入端和发光二极管正极连接。
10.进一步地,所述第二检测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、npn三极管、蜂鸣器、发光二极管,可调电阻一端和第一只npn三极管基极连接,第一只npn三极管集电极和第一只电阻一端、第二只npn三极管基极连接,第二只npn三极管集电极和第二只电阻一端、蜂鸣器负极电源输入端连接,第二只电阻另一端和发光二极管负极连接,蜂鸣器正极电源输入端和发光二极管正极、第一只电阻另一端连接。
11.进一步地,所述第一检测电路的蜂鸣器和第二检测电路的蜂鸣器发出的声音不一致,第一检测电路的蜂鸣器和第二检测电路的发光二极管发光颜色不一致。
12.本实用新型有益效果是:本实用新型结构简单紧凑、携带使用方便,使用者可在任何时间、任何地点测试其肺部呼气峰值流速及流量(流速大流量就大、流速小流量就小),检测时使用者用嘴往吹气嘴内用力吹气,气体流速快时,叶轮式直流发电机输出到液晶显示表及第一检测电路、第二检测电路、单片模块的信号电压相对大,反之相对小。本新型检测时,病人通过眼部余光观看液晶显示表的显示数字及第一检测电路、第二检测电路的蜂鸣器发声情况,发光二极管发光情况能及时掌握自己的呼气峰值流量是否高于最低设定要求或者达标。本新型基于现有的物联网数据收发技术,单片机模块能将动态变化的模拟电压信号转换为数字信号通过gprs模块经无线移动网络传递,这样检测数据能实时经移动互联网传递到远端医护人员处,为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气峰值流量数据起到了有力技术支撑。基于上述,本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
13.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
14.图1、2本实用新型结构示意图。
15.图3是本实用新型电路图。
具体实施方式
16.图1、2、3中所示,一种便携式电子峰速仪,包括矩形中空壳体1、涡轮小型叶轮式直流发电机m、蓄电池g、电源开关s、充电插座cz、小型液晶显示表a3、单片机模块a1、gprs模块a2,单片机模块a1的信号输出端和gprs模块a2的信号输入端经导线连接;还具有第一检测电路2、第二检测电路3;所述壳体1的下端中部内焊接有一只柱形空心吹气嘴101、且吹气嘴101的下端位于壳体1下中部外,叶轮式直流发电机m安装在壳体内中部,吹气嘴101的上端和叶轮式直流发电机m的进气管焊接在一起,直流发电机m的排气管位于壳体1上端外;所述蓄电池g、电源开关s、充电插座cz、单片机模块a1、gprs模块a2、第一检测电路2、第二检测电
路3安装在电路板上,电路板安装在壳体1内下部,液晶显示表a3安装在壳体1内前上端中部且其显示屏位于壳体1前上端中部外侧。
17.图1、2、3中所示,吹气嘴101的下端中部外侧焊接有一只环形限位板102(方便使用者含住吹气嘴时在嘴上的稳定性)。叶轮式直流发电机m采用小型水流直流发电机,其具有一个蜗壳,蜗壳内有和蜗壳外直流发电机转轴相连的叶轮,使用者经进气管吹入流动气体、气体从排气管排出时,叶轮会带动发电机转轴转动,进而发电机发出直流电,输出电压在5v左右、输出功率在1w左右;蓄电池g是型号6v/5ah的锂蓄电池;电源开关s是拨动电源开关(操作手柄位于壳体前端下第二个开孔外);充电插座cz是同轴电源插座(插孔位于壳体前端下第一个开孔外)。小型液晶显示表a3是型号wdps2303的微型电压显示表,最大显示电压是12v,最小能显示0.01v电压,电压显示表a3的正极电源输入端串联有一只可调电阻rp。gprs模块a2型号是zlan8100,gprs模块成品a2上有rs485数据输入端口(两个电源输入端、一路信号输入端);单片机模块a1的主控芯片型号是stc12c5a60s2,单片机模块成品a1上有多个模拟信号接入端,单片机模块成品a1上有一个rs485数据输出端口。第一检测电路包括经电路板布线连接的可调电阻rp2、电阻r2、npn三极管q1、蜂鸣器b1、发光二极管vl1,可调电阻rp2一端和npn三极管q1基极连接,npn三极管q1集电极和电阻r2一端、蜂鸣器b1负极电源输入端连接,电阻r2另一端和发光二极管vl1负极连接,蜂鸣器b1正极电源输入端和发光二极管vl1正极连接。第二检测电路包括经电路板布线连接的可调电阻rp3、电阻r3及r4、npn三极管q及q3、蜂鸣器b2、发光二极管vl2,可调电阻rp3一端和第一只npn三极管q基极连接,第一只npn三极管q集电极和第一只电阻r3一端、第二只npn三极管q3基极连接,第二只npn三极管q3集电极和第二只电阻r4一端、蜂鸣器b2负极电源输入端连接,第二只电阻r4另一端和发光二极管vl2负极连接,蜂鸣器b2正极电源输入端和发光二极管vl2正极、第一只电阻r3另一端连接。第一检测电路的蜂鸣器b1和第二检测电路的蜂鸣器b2发出的声音不一致,第一检测电路的和第二检测电路的发光二极管vl1、vl2发光颜色不一致,且其发光面分别位于壳体前左上端两个开孔外,第一检测电路及第二检测电路可调电阻rp2及rp3的手柄分别位于壳体前左上端两个开孔外,环手柄侧端标记有连续的数字(0-1000l/min),每个数字代表一定的病人呼气量。
18.图1、2、3中所示,蓄电池g两极和充电插座cz两端分别经导线连接(蓄电池g无电时可把外部6v电源充电器插头插入充电插座cz内为蓄电池g充电),蓄电池g正极和电源开关s一端经导线连接,电源开关s另一端、蓄电池g负极和单片机模块a1电源输入端1及2脚、gprs模块a2电源输入端1及2脚、第一探测电路电源输入端蜂鸣器b1正极电源输入端及npn三极管q1发射极、第二探测电路的电源输入端蜂鸣器b2正极电源输入端及npn三极管q发射极分别经导线连接。叶轮式直流发电机m的负极电源输出端和蓄电池g负极、液晶显示表a3的负极电源输入端连接,叶轮式直流发电机m的正极和液晶显示表a3的正极电源输入端可调电阻rp另一端、第一检测电路的信号输入端可调电阻rp2另一端、第二检测电路的信号输入端可调电阻rp3另一端、单片机模块a1的信号输入端3脚分别经导线连接。
19.图1、2、3所示,本实用新型结构简单紧凑、携带使用方便,使用者可在任何时间、任何地点测试其肺部呼气流速及流量(流速大流量就大、流速小流量就小)。本新型检测时,打开电源开关s,于是,单片机模块a1、gprs模块a2、第一探测电路、第二探测电路得电工作。病人用嘴含住吹气嘴101用力吹气(液晶显示表的显示界面朝上),吹入的气体经叶轮式直流
发电机m进气管进入、气体从叶轮式直流发电机排气管排出时,叶轮会带动叶轮式直流发电机m的转轴转动,进而叶轮式直流发电机m发出直流电,输出的电源经可调电阻rp降压限流后进入液晶显示变a3进行显示,病人呼气流速及流量越大、电压越高时,液晶显示表显示屏显示的数字越大,反之越小;病人通过眼部前端下视余光能实时观看自己的呼气峰值流速。病人往吹气嘴吹气、直流发电机m发出电源时,随吹气量大小不同,直流发电机m发出进入单片机模块a1的3脚模拟电压信号大小会有所不同,基于现有的物联网数据收发技术,单片机模块a1能将动态变化的模拟电压信号转换为数字信号通过gprs模块a2经无线移动网络传递,这样检测数据能实时经移动互联网传递到远端医护人员处,为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气峰值流量数据起到了有力技术支撑(远端相关医护人员经pc机或智能手机等内的应用、经显示屏显示获取现场病人的吹气数据大小,且获取的数据可储存后续相关人员可调阅,显示界面显示的波形图或数字越大,代表病人的呼气量越大,反之呼气量越小)。
20.图1、2、3所述,第一检测电路中,当病人呼气,直流发电机m输出的电压信号会进入可调电阻rp2,当病人呼气流速较慢、直流发电机m发出的电压较低时,直流发电机m输出的电源经可调电阻rp2降压限流后低于0.7v、npn三极管q1截止,那么蜂鸣器b1不发声,代表病人此刻呼气峰值流速未达标。当病人呼气流速较快、直流发电机m发出的电压较高时,直流发电机m输出的电源经可调电阻rp2降压限流后高于0.7v,那么npn三极管q1会导通集电极输出低电平进入蜂鸣器b1及发光二极管vl1负极电源输入端(电阻r2为发光二极管vl1降压限流),于是发光二极管vl1得电发光(病人通过眼部余光观看)、蜂鸣器b1得电发声后,直观提示病人此刻呼气峰值流量达到最高标准。
21.图1、2、3所述,第二检测电路中,当病人呼气,直流发电机m输出的电压信号会进入可调电阻rp3,当病人呼气流速很慢、直流发电机m发出的电压较低时,直流发电机m输出的电源经可调电阻rp3降压限流后低于0.7v、npn三极管q截止,那么npn三极管q3基极会经电阻r3降压限流从蓄电池g正极获得合适正向偏压导通进而其集电极输出低电平进入蜂鸣器b2及发光二极管vl2负极电源输入端(电阻r4为发光二极管vl2降压限流),于是发光二极管vl2得电发光(病人通过眼部余光观看)、蜂鸣器b2得电发声后,直观提示病人此刻呼气峰值流量未达到最低标准。当病人呼气流速相对快、直流发电机m发出的电压相对较高时,直流发电机m输出的电源经可调电阻rp3降压限流后高于0.7v,那么npn三极管q导通集电极输出低电平进入npn三极管q3基极,npn三极管q3基极无合适正向偏压截止,那么,发光二极管vl2失电不再发光、蜂鸣器b2不再发声,直观提示病人此刻呼气峰值流量达到了最低标准(蜂鸣器b1未发声时代表病人呼气还未达到最高标准)。通过上述电路及机构共同作用,本新型检测时,病人通过眼部余光观看液晶显示表的显示数字及第一检测电路、第二检测电路的蜂鸣器发声情况,发光二极管发光情况,能及时掌握自己的呼气峰值流量是否高于最低设定要求或者达标,并为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气流量数据起到了有力技术支撑。
22.图1、2、3所示,本新型生产定型前需要确定可调电阻rp的电阻值,确定时在吹气嘴串连一只高精度气体流量表,然后通过吹气嘴吹气,接着左或右调节可调电阻rp的电阻值(可调电阻rp阻值调节得大时,那么相应的吹气量大时进入电压显示表的电压信号才会相对高,可调电阻rp阻值调节得小时,那么相应的吹气量小时进入电压显示表的电压信号就
会相对高)当气体流量表显示的数字和液晶显示表显示的电压数字接近一致时(比如气体流量表显示的数显示的数字是450l/min、电压显示表a3显示的电压是4.50v),可调电阻rp的电阻值接调节到位;然后断开电源测试此刻可调电阻rp的电阻值,测得的阻值就是后续批量生产可调电阻rp的电阻值,后续批量生产前可直接将可调电阻rp电阻值调节到位,或用相同阻值固定电阻代替,不需要再确定。本新型使用前,有经验的医护人员根据病人的具体年龄及身体状况,调节好可调电阻rp2、rp3的电阻,也就是对准手柄侧端的不同流速数字。这样就设定好相应病人的呼气峰值流量要达到的最高标准,以及最低呼气峰值流量标准;当可调电阻rp2或rp3的电阻调节得相对小(也就是后续需要呼气流速相对小)时,这样病人呼出的气体流速相对慢时,蜂鸣器b1、b2会得电发声,当可调电阻rp2或rp3的电阻调节得相对大(也就是后续需要呼气流速相对大)时,这样病人呼出的气体流速相对快时,蜂鸣器b1、b2才会发声。电路中,npn三极管q1、q、q3分别是9013、9014、9013;可调电阻rp、rp2、rp3规格是7m;电阻r2、r3、r4阻值分别是400ω、47k、400ω;发光二极管vl1、vl2分别是红色及黄色放光二极管;蜂鸣器b1、b2是型号sf6v的有源连续声小型蜂鸣器,蜂鸣器b1发出的声音是滴滴声,蜂鸣器b2发出的警报声是咚咚声。
23.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言,显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
24.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征:
1.一种便携式电子峰速仪,包括壳体、叶轮式直流发电机、蓄电池、电源开关、充电插座、电压显示表、单片机模块、gprs模块,单片机模块的信号输出端和gprs模块的信号输入端电性连接;其特征在于还具有第一检测电路、第二检测电路;所述壳体的下端安装有吹气嘴,吹气嘴的上端和叶轮式直流发电机的进气管安装在一起;所述蓄电池、电源开关、充电插座、单片机模块、gprs模块、第一检测电路、第二检测电路、电压显示表、叶轮式直流发电机安装在壳体;所述叶轮式直流发电机的正极和液晶显示表的正极电源输入端,第一检测电路、第二检测电路、单片机模块的信号输入端分别电性连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式电子峰速仪,其特征在于,吹气嘴的下端安装有限位板。3.根据权利要求1所述的一种便携式电子峰速仪,其特征在于,电压显示表是液晶电压显示表,电压显示表的正极电源输入端串联有可调电阻。4.根据权利要求1所述的一种便携式电子峰速仪,其特征在于,第一检测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、npn三极管、蜂鸣器、发光二极管,可调电阻一端和npn三极管基极连接,npn三极管集电极和电阻一端、蜂鸣器负极电源输入端连接,电阻另一端和发光二极管负极连接,蜂鸣器正极电源输入端和发光二极管正极连接。5.根据权利要求1所述的一种便携式电子峰速仪,其特征在于,第二检测电路包括电性连接的可调电阻、电阻、npn三极管、蜂鸣器、发光二极管,可调电阻一端和第一只npn三极管基极连接,第一只npn三极管集电极和第一只电阻一端、第二只npn三极管基极连接,第二只npn三极管集电极和第二只电阻一端、蜂鸣器负极电源输入端连接,第二只电阻另一端和发光二极管负极连接,蜂鸣器正极电源输入端和发光二极管正极、第一只电阻另一端连接。6.根据权利要求5所述的一种便携式电子峰速仪,其特征在于,第一检测电路的蜂鸣器和第二检测电路的蜂鸣器发出的声音不一致,第一检测电路的蜂鸣器和第二检测电路的发光二极管发光颜色不一致。

技术总结
一种便携式电子峰速仪,包括壳体、叶轮式直流发电机、蓄电池、电源开关、充电插座、电压显示表、单片机模块、GPRS模块;还具有第一检测电路、第二检测电路;壳体的下端安装有吹气嘴,吹气嘴的上端和叶轮式直流发电机的进气管安装在一起;蓄电池、电源开关、充电插座、单片机模块、GPRS模块、第一检测电路、第二检测电路、电压显示表、叶轮式直流发电机安装在壳体并电性连接。本新型结构简单紧凑、携带使用方便,使用者可在任何时间、任何地点测试其肺部呼气峰值流速及流量,病人能及时掌握自己的呼气峰值流量是否高于最低设定要求或者达标,并为远端医护人员掌握病人各个时间段呼气峰值流量数据起到了有力技术支撑。本实用新型具有好的应用前景。用前景。用前景。


技术研发人员:汪俊 苏静 李挺
受保护的技术使用者:上海合微智能科技有限公司
技术研发日:2021.10.14
技术公布日:2022/7/5
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