RU189977U1 - Device for measuring exhaled air volume - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к измерению объемов выдыхаемого человеком воздуха. Устройство состоит из пробки-основания правильной геометрической формы (круг или квадрат), к краям которой прикрепляется полиэтиленовый мешок, а в центр вставлена трубка-тройник, на один конец которой прикреплен выпускной кран, а на другой - впускной клапан, пропускающий воздух только в направлении мешка, соединенный с гофрированной полиэтиленовой трубкой и загубником, пробка-основание с мешком вставлена в полую измерительную емкость из прозрачного материала, площадь внутреннего сечения которой соответствует площади внешнего сечения пробки-основания. На внешнюю сторону измерительной емкости прикреплена измерительная линейка, а равномерное распределение воздуха в измерительной емкости достигается применением поршня. За нулевую точку измерительной линейки принимается край поршня при полностью сжатом мешке (при выпущенном воздухе). Объем выдохнутого воздуха (V) определяется как произведение расстояния от нулевой точки до края поршня в момент равномерного распределения воздуха в измерительной емкости (Р) на внутреннюю площадь поперечного сечения измерительной емкости (S): V=Р⋅S.Устройство просто по конструкции и удобно в эксплуатации, позволяет получать достоверные количественные данные при измерении объема выдыхаемого человеком воздуха. 5 ил.The utility model relates to medicine, namely to the measurement of the volume of air exhaled by a person. The device consists of a cork base of a regular geometric shape (circle or square), to the edges of which a plastic bag is attached, and a tee tube is inserted in the center, at one end of which an exhaust valve is attached, and at the other end an inlet valve that allows air in only a bag connected to a corrugated polyethylene tube and a mouthpiece, a cork base with a bag is inserted into a hollow measuring container of transparent material, the internal cross-sectional area of which corresponds to the external cross-section area r timid grounds A measuring ruler is attached to the outer side of the measuring tank, and the uniform distribution of air in the measuring tank is achieved by using a piston. The piston edge is taken as the zero point of the measuring ruler with the bag fully compressed (with exhausted air). The volume of exhaled air (V) is defined as the product of the distance from the zero point to the edge of the piston at the time of uniform air distribution in the measuring capacitance (P) and the internal cross-sectional area of the measuring capacitance (S): V = РS. The device is simple in design and convenient in operation, allows to obtain reliable quantitative data when measuring the volume of air exhaled by a person. 5 il.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к средствам инструментальных методов медицинских исследований, и может быть использовано для измерения объемов выдыхаемого человеком воздуха.The invention relates to medical equipment, namely to the means of instrumental methods of medical research, and can be used to measure the volume of air exhaled by a person.

Классическим устройством для измерения объемов выдыхаемого воздуха является водяной спирометр [1; с. 130-132], состоящий из двух цилиндров (Фиг. 1). Наружный цилиндр, больший по диаметру, наполняется водой до метки на стекле окошечка, расположенного в верхней части цилиндра. В него погружается вверх дном в виде колокола внутренний цилиндр. Через дно наружного цилиндра по его оси вертикально проходит металлическая трубка, отверстие которой заканчивается выше уровня воды под дном внутреннего колокола. На Фиг. 1 представлена Схема водяного спирометра, где: 1 - наружный цилиндр; 2 - стеклянное окошечко в наружном цилиндре, через которое видна шкала спирометра; 3 - внутренний цилиндр (колокол спирометра); 4 - баллон с воздухом для уравновешивания внутреннего цилиндра в воде; 5 - вода. Снаружи на эту металлическую трубку надевается резиновая трубка с мундштуком, через который испытуемый дышит. Внутренний цилиндр уравновешен в воде прикрепленным к нему снизу баллоном, содержащим воздух; благодаря этому легкое давление выдыхаемого воздуха на дно колокола вызывает его подъем. Высота поднятия колокола пропорциональна объему выдыхаемого воздуха. Этот объем определяется по шкале, которая укреплена на колоколе и видна в стеклянное окошечко. Шкала проградуирована в миллилитрах воздуха. В крышке внутреннего колокола имеется отверстие, которое во время определений должно быть закрыто пробкой. Его открывают только тогда, когда хотят опорожнить спирометр или наполнить его воздухом. Нельзя надавливать на крышку спирометра при закрытой пробке, так как это приведет к выливанию воды из спирометра.A classic device for measuring the volume of exhaled air is a water spirometer [1; with. 130-132], consisting of two cylinders (Fig. 1). The outer cylinder, larger in diameter, is filled with water up to the mark on the glass window, located in the upper part of the cylinder. The inner cylinder plunges upside down into a bell. Through the bottom of the outer cylinder along its axis vertically passes a metal tube, the opening of which ends above the water level under the bottom of the inner bell. FIG. Figure 1 shows the Scheme of a water spirometer, where: 1 is the outer cylinder; 2 - glass window in the outer cylinder, through which the spirometer scale is visible; 3 - inner cylinder (spirometer bell); 4 - air tank for balancing the inner cylinder in water; 5 - water. Outside, a rubber tube with a mouthpiece is put on this metal tube through which the subject breathes. The inner cylinder is balanced in water attached to it from below with a balloon containing air; thanks to this, the light pressure of exhaled air on the bottom of the bell causes it to rise. The height of the bell raising is proportional to the volume of exhaled air. This volume is determined by the scale, which is mounted on the bell and is visible in the glass window. The scale is graded in milliliters of air. There is a hole in the lid of the inner bell, which must be plugged during the determination. It is opened only when they want to empty the spirometer or fill it with air. Do not press on the lid of the spirometer with the cork closed, as this will result in water pouring out of the spirometer.

Недостатком водяного спирометра является трудоемкость его настройки и обслуживания.The disadvantage of the water spirometer is the complexity of its configuration and maintenance.

8 наиболее простых устройствах для сбора выдыхаемого воздуха используется воздухонепроницаемый мешок или «мешок Дугласа». На Фиг. 2 представлено Устройство для сбора выдыхаемого воздуха [2], содержащее: 6 - гофрированные трубки; 7 - загубник; 8 - трехходовой кран; 9 - мешок Дугласа.The eight most simple devices for collecting exhaled air are using an airtight bag or “Douglas bag”. FIG. 2 shows a device for collecting exhaled air [2], comprising: 6 - corrugated tubes; 7 - mouthpiece; 8 - three-way crane; 9 - Douglas bag.

Недостатком этого устройства, взятого за прототип, является то, что для определения объема воздуха, собранного в мешке, приходится перегонять его через спирометр, что довольно не удобно в эксплуатации.A disadvantage of this device, taken as a prototype, is that in order to determine the volume of air collected in the bag, it is necessary to distill it through a spirometer, which is rather inconvenient in operation.

Поставленная задача - создание простого, удобного в эксплуатации устройства для сбора и измерения объема выдыхаемого воздуха.The task is to create a simple, easy-to-use device for collecting and measuring the volume of exhaled air.

Для решения поставленной задачи предлагаемое устройство для измерения объема выдыхаемого воздуха, включающее мешок для выдохнутого воздуха и гофрированные трубки с загубником, содержит пробку-основание правильной геометрической формы, к краям которой прикреплен полиэтиленовый мешок для выдохнутого воздуха, а в центр вставлена трубка-тройник на один конец которой прикреплен выпускной кран, а на другой - впускной клапан, соединенный с гофрированной полиэтиленовой трубкой и загубником, пробка-основание с мешком вставлена в полую измерительную емкость из прозрачного материала, площадь внутреннего сечения которой соответствует площади внешнего сечения пробки-основания, при этом измерительная емкость имеет поршень для равномерного распределения воздуха, а на внешней стороне измерительной емкости прикреплена измерительная линейка, причем за нулевую точку измерительной линейки принимают край поршня при полностью сжатом мешке.To solve this problem, the proposed device for measuring the volume of exhaled air, including a bag for exhaled air and corrugated tubes with a mouthpiece, contains a base plug of a regular geometric shape, to the edges of which a plastic bag for exhaled air is attached, and a tee tube is inserted in the center the end of which is attached to the outlet valve, and on the other - the inlet valve connected to the corrugated polyethylene tube and mouthpiece, the stopper base with the bag is inserted into the hollow measuring A solid container of transparent material, the area of which the internal section corresponds to the area of the external section of the base plug, while the measuring container has a piston for uniform air distribution, and a measuring line is attached to the outer side of the measuring container, and the edge of the piston is taken as the zero point of the measuring line compressed bag.

Устройство по своей конструкции просто в эксплуатации, позволяет довольно точно оценить объем выдохнутого воздуха.The device by its design is easy to use, allows you to fairly accurately estimate the amount of exhaled air.

Устройство для измерения объема выдыхаемого воздуха (Фиг. 3) состоит из пробки-основания (10) правильной геометрической формы (для которой легко рассчитывается площадь, например круг или квадрат), к краям которой прикреплен полиэтиленовый мешок (11), а в центр вставлена трубка-тройник (12) на один конец которой прикреплен выпускной кран (13), а на другой - впускной клапан (14), пропускающий воздух только в направлении мешка, соединенный с гофрированной полиэтиленовой трубкой и загубником (15). Эти элементы устройства работают как мешок Дугласа. Пробка-основание с мешком вставлена в полую измерительную емкость (16), сделанную из прозрачного материала, площадь внутреннего сечения которой незначительно превышает площадь внешнего сечения пробки-основания. На внешнюю сторону измерительной емкости прикреплена измерительная линейка (17), а внутри размещен поршень (18) для достижения равномерного распределения воздуха в измерительной емкости (см. Фиг. 4). Расчет объема (V) воздуха в мешке производят по формуле: V=S⋅Р, где S - площадь пробки основания, Р - расстояния измеренное на измерительной шкале от нулевой точки до поршня.A device for measuring the volume of exhaled air (Fig. 3) consists of a plug-base (10) of a regular geometric shape (for which an area, such as a circle or square, is easily calculated), to the edges of which a plastic bag is attached (11), and a tube is inserted in the center - a tee (12) on one end of which is attached an exhaust valve (13), and on the other - an inlet valve (14), which allows air only in the direction of the bag, connected to a corrugated polyethylene tube and mouthpiece (15). These elements of the device work like a Douglas bag. The cork base with a bag is inserted into a hollow measuring capacitance (16) made of a transparent material, the internal cross-sectional area of which slightly exceeds the external cross-sectional area of the base cork. A measuring ruler (17) is attached to the outer side of the measuring tank, and a piston (18) is placed inside to achieve uniform air distribution in the measuring tank (see Fig. 4). The calculation of the volume (V) of air in the bag is made according to the formula: V = S⋅Р, where S is the area of the base tube, P is the distance measured on the measuring scale from the zero point to the piston.

Узлы устройства могут быть выполнены в следующем исполнении: пробка-основание для полиэтиленового мешка, измерительная емкость и поршень из оргстекла; мешок сварен из полиэтилена, крепление мешка к пробке-основанию осуществляется с помощью скотча; трубка-тройник диаметром

дюйма; выпускной кран - сантехнический шаровый кран; впускной клапан мембранного типа, когда мембрана отклоняется и пропускает воздух только в одном направлении; гофрированная трубка и загубник из пластмассы для изготовления медицинских изделий; измерительная линейка на гибкой ленте, наклеивающейся на измерительную емкость.The units of the device can be made in the following design: plug-in base for a plastic bag, measuring container and plexiglass piston; the bag is welded from polyethylene; the bag is fixed to the cork base with scotch tape; tube tee diameter

inches; exhaust valve - sanitary ball valve; diaphragm inlet valve when the diaphragm deflects and allows air in only one direction; corrugated tube and mouthpiece made of plastic for the manufacture of medical products; measuring ruler on a flexible tape glued to the measuring capacitance.

Предлагаемое устройство для измерения объема выдыхаемого воздуха используют следующим образом. На Фиг. 5 а, б, в, г - представлены фото работы с устройством.The proposed device for measuring the volume of exhaled air is used as follows. FIG. 5 a, b, c, d - presents photos of work with the device.

Фиг. 5а. Открывают выпускной кран устройства и выпускают с помощью поршня воздух. Край полностью сжатого мешка, совпадающий с краем поршня принимают за нулевую точку измерительной линейки.FIG. 5a. Open the outlet valve of the device and release air through the piston. The edge of a fully compressed bag that coincides with the edge of the piston is taken as the zero point of the measuring line.

Фиг. 5б. Закрывают выпускной кран и убирают поршень.FIG. 5 B. Close the exhaust valve and remove the piston.

Фиг. 5в. Делают выдох в устройство через загубник.FIG. 5c. Do exhale into the device through the mouthpiece.

Фиг. 5г. Сжимают поршнем мешок с набранным воздухом до его равномерного распределения в измерительной емкости.FIG. 5g. Piston compressed bag with recruited air until it is evenly distributed in the measuring tank.

Измеряют расстояние от нулевой точки до поршня. Зная площадь поперечного сечения измерительной емкости рассчитывают объем (V) выдохнутого воздуха: V=Р⋅S, где S - площадь пробки основания, Р - расстояние измеренное на измерительной шкале от нулевой точки до поршня.Measure the distance from the zero point to the piston. Knowing the cross-sectional area of the measuring capacitance, calculate the volume (V) of exhaled air: V = Р⋅S, where S is the area of the base plug, P is the distance measured on the measuring scale from the zero point to the piston.

Пример. Измерение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) или объема воздуха, который может быть выдохнут после максимально глубокого вдоха.Example. Measurement of the vital capacity of the lungs (VC) or the volume of air that can be exhaled after the most deep breath.

Р=26 см, S=158 см², V=26⋅158=4108 мл=4,108 лP = 26 cm, S = 158 cm ² , V = 26⋅158 = 4108 ml = 4.108 l

Т.е. ЖЕЛ ≈ 4,1 лThose. ЖЕЛ ≈ 4,1 l

Таким образом, предлагаемое устройство, просто по своей конструкции, удобно в эксплуатации, позволяет получить достоверные количественные данные измерения объема выдыхаемого человеком воздуха, что может быть использовано при исследовании дыхательных функций организма.Thus, the proposed device, simply by its design, is convenient to use, allows to obtain reliable quantitative data measuring the volume of air exhaled by a person, which can be used to study the respiratory functions of the body.

ЛитератураLiterature

1. Руководство к практическим занятиям по курсу нормальной физиологии: Учеб. пособие /Под ред. Э.А Асратяна, А.В. Губарь. - М.: «Государственное издательство медицинской литературы», 1963. - 304 с; с. 130-132. с. 134-135.1. Guide to practical classes in the course of normal physiology: Textbook. manual / Ed. E.A. Asratyan, A.V. Gubar - M .: "State Publishing House of Medical Literature", 1963. - 304 s; with. 130-132. with. 134-135.

2. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии: Учеб. пособие /Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 336 с; с. 110-111.2. Guide to practical classes in normal physiology: Textbook. manual / Ed. CM. Budylin, V.M. Smirnov. - M .: Publishing Center "Academy", 2005. - 336; with. 110-111.

Claims (1)

Устройство для измерения объема выдыхаемого воздуха, включающее мешок для выдохнутого воздуха и гофрированные трубки с загубником, отличающееся тем, что устройство содержит пробку-основание правильной геометрической формы, к краям которой прикреплен полиэтиленовый мешок для выдохнутого воздуха, а в центр вставлена трубка-тройник, на один конец которой прикреплен выпускной кран, а на другой - впускной клапан, соединенный с гофрированной полиэтиленовой трубкой и загубником, пробка-основание с мешком вставлена в полую измерительную емкость из прозрачного материала, площадь внутреннего сечения которой соответствует площади внешнего сечения пробки-основания, при этом измерительная емкость имеет поршень для равномерного распределения воздуха, а на внешней стороне измерительной емкости прикреплена измерительная линейка, причем за нулевую точку измерительной линейки принимают край поршня при полностью сжатом мешке.Device for measuring the volume of exhaled air, including a bag for exhaled air and corrugated tubes with a mouthpiece, characterized in that the device contains a stopper base of a regular geometric shape, to the edges of which a plastic bag for exhaled air is attached, and a tee tube is inserted in the center One end of which is attached to the outlet valve, and to the other end an inlet valve connected to a corrugated polyethylene tube and mouthpiece, a cork with a bag is inserted into a hollow measuring capacitively A transparent material whose internal cross-sectional area corresponds to the external cross-sectional area of the base plug, while the measuring capacitance has a piston for uniform air distribution, and a measuring ruler is attached on the outer side of the measuring capacitance, and the piston edge is taken as the zero point of the measuring ruler bag.

Images