CN211157908U - 一种雾化气体流量监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种雾化气体流量监测装置，包括风扇套管组件和有源电路组件，所述风扇套管组件中的风扇叶片边沿呈三角形结构，所述有源电路组件中的光电传感器向风扇叶片边沿发射红外光束并接收其反射光的信号脉冲，从而通过反射光信号脉冲得到风扇的转向和转速信息并建立其与气体流量的关系，所述风扇套管组件和有源电路组件可拆卸式连接。本实用新型有效监测雾化治疗过程中的流量信息和监测吸气与呼吸过程中的正反方向流量，降低监测方案的技术成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及雾化治疗的医疗技术领域，尤其涉及一种雾化气体流量监测装置。
背景技术
雾化吸入疗法是一种以呼吸道和肺为靶器官的直接给药方法，具有起效快、局部药物浓度高、用药量少、应用方便及全身不良反应少等优点，已成为呼吸***相关疾病重要的治疗手段。实现雾化吸入疗法的雾化吸入装置是一种将药物转变为气溶胶形态，并经口腔(或鼻腔)吸入的药物输送装置，具体包含将药液转化为微小微粒的雾化发生器，用于储液的雾化杯，以及用于吸入气体的雾化面罩三项组件。
雾化吸入疗法虽然有效，但不规范的使用不仅会直接影响治疗效果，更可能带来安全隐患，甚至威胁患者生命健康。同时在目前国内的雾化治疗中，雾化药液的药物利用度及其对应的治疗效果难以得到全面而有效的评估。以儿童支气管哮喘为例，吸入糖皮质激素是当前治疗哮喘最有效的抗炎措施。已有大量研究证实该药剂可有效缓解哮喘症状，提高生活质量，改善肺功能，减轻气道阻塞，控制气道炎症，降低急性发作次数和病死率，为目前国内常用的雾化吸入剂型之一。但由于该药物是激素类药物，出于安全考虑儿童患者需要根据病情摄入适宜的治疗剂量，过少或过多的用量都会对儿童患者造成负面的影响。因此，雾化气体流量监测装置以及基于该类装置的雾化监测方案正是目前该领域的一大研究热点。
发明内容
为了克服已有技术的无法监测雾化治疗过程中的流量信息、监测吸气与呼气过程中的正反方向流量、技术成本较高的不足,本实用新型提供了一种雾化气体流量监测装置，有效监测雾化治疗过程中的流量信息和监测吸气与呼气过程中的正反方向流量，降低监测方案的技术成本。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种雾化气体流量监测装置，包括风扇套管组件和有源电路组件，所述风扇套管组件中的风扇叶片边沿呈三角形结构，所述有源电路组件中的光电传感器向风扇叶片边沿发射红外光束并接收其反射光的信号脉冲，从而通过反射光信号脉冲得到风扇的转向和转速信息并建立其与气体流量的关系，所述风扇套管组件和有源电路组件可拆卸式连接。
进一步，所述风扇套管组件和有源电路组件相互插接。
优选的，所述风扇套管组件上具有燕尾块结构及定位导轨结构，所述有源电路组件上具有燕尾槽结构及定位珠结构，风扇套管组件及有源电路组件通过燕尾块结构滑入燕尾槽结构的方式进行组装，同时通过定位珠结构卡入定位导轨结构的方式进行固定。以上是一种优选的可拆连接方式，也可以采用其他可拆卸连接方式。
再进一步，所述的风扇套管组件包括套管上段、套管中段、风扇和套管下段，所述套管上段用于连接雾化治疗装置中的雾化杯，所述套管下段用于连接雾化治疗装置中的雾化面罩，所述套管中段的两头分别与套管上段及套管下段连接，所述风扇装入套管中段内部，其转轴分别***套管中段和套管下段的轴孔中进行旋转。
优选的，所述套管中段包含燕尾块结构和定位导轨结构；所述风扇包含六片叶片且叶片边沿呈三角形结构，风扇每转动一周光电传感器可收到六次反射信号脉冲，同时识别反射信号脉冲的上升沿以判定风扇转动的转向。
更进一步，所述的有源电路组件包括前外壳、PCBA组件、后外壳和开关，所述PCBA组件包含光电传感器，所述开关实现PCBA组件上的电路通断；所述前外壳与所述后外壳组装，并将所述PCBA组件装配于内部，所述开关与PCBA组件连接且外露与所述后外壳侧边处。
所述前外壳包含燕尾槽结构和定位珠结构，所述前外壳与套管中段连接。
本实用新型中，所述风扇套管组件为无源设备，生产成本底，可满足雾化治疗过程中的一次性使用需求，保证雾化治疗患者的个人卫生；同时风扇套管组件可选配不同尺寸的套管上段和套管下段部件，以适配市面上主流雾化吸入设备中雾化杯及雾化面罩的口径尺寸。
本实用新型在现有雾化治疗缺乏有效监测手段的基础上，提出了一种雾化气体流量监测装置及其流量监测方法，装置包含风扇套管组件和有源电路组件，通过原理简易且低成本技术方案解决上述雾化治疗过程中存在的气体流量监测问题，并可以准确得到气体流动方向、气体实时流量，以及累计气体体积等参数。
本实用新型的有益效果主要表现在：通过风扇配合光电传感器的技术方案实现了雾化治疗中的气体流量监测；本实用新型通过特制的风扇结构实现了正向与反向的气体流量监测；本实用新型的构成分为有源组件和无源组件，无源组件不包含电子元器件生产成本低，且无源组件满足一次性使用的需求，保证了雾化治疗过程中的患者个人卫生。雾化治疗过程中的实时气体流量及累积气体体积可通过风扇转速信息和装置尺寸信息换算得到，保证了装置所测参数的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的结构***示意图。
图2为本实用新型的工作流程图。
图3为本实用新型中不同气体流动方向下的信号脉冲示意图。
图中：1、套管上段；2、套管中段；3、风扇；4、套管下段；5、前外壳；6、PCBA组件；7、后外壳；8、开关；21、燕尾块结构；22、定位导轨结构；51、燕尾槽结构；52、定位珠结构；61、光电传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图3，一种雾化气体流量监测装置，包括风扇套管组件和有源电路组件，所述风扇套管组件中的风扇3叶片边沿呈三角形结构，所述有源电路组件中的光电传感器61向风扇叶片边沿发射红外光束并接收其反射光的信号脉冲，从而通过反射光信号脉冲得到风扇的转向和转速信息并建立其与气体流量的关系。
本实施例中，所述风扇套管组件上具有燕尾块结构21及定位导轨结构22，所述有源电路组件上具有燕尾槽结51构及定位珠结构52，风扇套管组件及有源电路组件通过燕尾块结构21滑入燕尾槽结构51的方式进行组装，同时通过定位珠结构52卡入定位导轨结构22的方式进行固定。以上是一种优选的可拆连接方式，也可以采用其他可拆卸连接方式。
本实施例中，所述的风扇套管组件包括套管上段1、套管中段2、风扇3、套管下段4四部分；所述套管上段1用于连接雾化治疗装置中的雾化杯，使用过程中可选用不同口径的套管上段1以适配不同口径的雾化杯；所述套管中段2需用透光材料制成，且包含了燕尾块结构21和定位导轨结构22；所述风扇3包含六片叶片且叶片边沿呈三角形结构，风扇每转动一周光电传感器可收到六次反射信号脉冲，同时识别反射信号脉冲的上升沿以判定风扇转动的转向；所述套管下段4用于连接雾化治疗装置中的雾化面罩，使用过程中可选用不同口径的套管下段以适配不同口径的雾化面罩；所述套管中段2的两头分别与套管上段1及套管下段4连接，所述风扇3装入套管中段内部，其转轴分别***套管中段2和套管下段4的轴孔中进行旋转。
本实施例中，所述的有源电路组件，其特征在于，包括前外壳5、PCBA组件6、后外壳7，开关8四部分；所述前外壳包含燕尾槽结构51和定位珠结构52；所述PCBA组件6包含光电传感器61，可实现本实用新型的电路功能；所述开关8实现PCBA组件6上的电路通断；所述前外壳5可与所述后外壳7组装，并将所述PCBA组件6装配于内部，所述开关8与PCBA组件6连接且外露与所述后外壳7侧边处。
本实施例中，所述风扇套管组件为无源设备，生产成本底，可满足雾化治疗过程中的一次性使用需求，保证雾化治疗患者的个人卫生；同时风扇套管组件可选配不同尺寸的套管上段1和套管下段4部件，以适配市面上主流雾化吸入设备中雾化杯及雾化面罩的口径尺寸。
如图2所示，所述雾化气体流量监测装置可监测的信息包括：气体流动方向、气体流量，以及累计气体体积，本实施例的雾化气体流量监测装置的流量监测方法，包括以下步骤：
1)装置接收由光电传感器采集到的反射信号脉冲；
2)如图3所示，记某一时刻t下的气体流动方向变量为sign(t)，分析该时刻下的信号脉冲上升沿和信号脉冲周期，并提取信号脉冲上升沿的时间记为tslope，信号脉冲周期的时间记为tperiod，单位为ms，并将上述两个变量的比值tslope/tperiod与比例阈值Rth进行比较：若tslope/tperiod<Rth，则判断气体流动方向为正向，即sign(t)＝1；否则判断气体流动方向为反向，即sign(t)＝-1；
3)统计某一时刻t下反射信号脉冲的脉冲频率，记为fre(t)，单位为Hz；测量套管中段的内径记为d，单位为mm；测量风扇叶片边沿的高度记为h，单位为mm；则记时刻t下的实时气体流量为flow(t)，单位为L/min，计算公式为：
4)记从时刻t1到时刻t2流过装置的累计气体体积量为V，单位为L，则其计算公式为：
Claims (7)
1.一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述装置包括风扇套管组件和有源电路组件，所述风扇套管组件中的风扇叶片边沿呈三角形结构，所述有源电路组件中的光电传感器向风扇叶片边沿发射红外光束并接收其反射光的信号脉冲，从而通过反射光信号脉冲得到风扇的转向和转速信息并建立其与气体流量的关系，所述风扇套管组件和有源电路组件可拆卸式连接。
2.如权利要求1所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述风扇套管组件和有源电路组件相互插接。
3.如权利要求2所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述风扇套管组件上具有燕尾块结构及定位导轨结构，所述有源电路组件上具有燕尾槽结构及定位珠结构，风扇套管组件及有源电路组件通过燕尾块结构滑入燕尾槽结构的方式进行组装，同时通过定位珠结构卡入定位导轨结构的方式进行固定。
4.如权利要求1～3之一所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述的风扇套管组件包括套管上段、套管中段、风扇和套管下段，所述套管上段用于连接雾化治疗装置中的雾化杯，所述套管下段用于连接雾化治疗装置中的雾化面罩，所述套管中段的两头分别与套管上段及套管下段连接，所述风扇装入套管中段内部，其转轴分别***套管中段和套管下段的轴孔中进行旋转。
5.如权利要求4所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述套管中段包含燕尾块结构和定位导轨结构；所述风扇包含六片叶片且叶片边沿呈三角形结构，风扇每转动一周光电传感器可收到六次反射信号脉冲，同时识别反射信号脉冲的上升沿以判定风扇转动的转向。
6.如权利要求1～3之一所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述的有源电路组件包括前外壳、PCBA组件、后外壳和开关，所述PCBA组件包含光电传感器，所述开关实现PCBA组件上的电路通断；所述前外壳与所述后外壳组装，并将所述PCBA组件装配于内部，所述开关与PCBA组件连接且外露于所述后外壳侧边处。
7.如权利要求6所述的一种雾化气体流量监测装置，其特征在于，所述前外壳包含燕尾槽结构和定位珠结构，所述前外壳与套管中段连接。
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