一种便携式慢性呼吸疾病监测仪校准装置的制作方法

本实用新型涉及校准装置技术领域，尤其涉及一种便携式慢性呼吸疾病监测仪校准装置。

背景技术：

目前国内哮喘病、慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸疾病，是一种常见病，主要病变在气管、支气管、肺部和胸腔。当前由于国内环境问题日益严重，呼吸装置疾病发病率不断上升。据《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》显示，2015年慢性呼吸装置疾病死亡率为68/10万，为中国居民第三位慢性病死因。40岁以上人群慢性阻塞性肺病患病率为9.9%。而此前的调查数据也显示，中国的哮喘患者人数超过3000万。呼吸装置疾病对健康的危害巨大，但公众对其知之甚少，疾病控制率也较低。因此便携式的个人家用的慢性呼吸疾病监测设备具有广阔的应用前景和迅猛的发展势头。

然而，对于此类监测设备，如何确保监测精度，是人们首要关注问题，也是核心的技术难点。而校准装置的可靠性也是实现该类监测设备监测精度可靠的重要保障。目前市面上有美国、瑞典等国家生产的模拟肺装置可用于此类设备的校准，但是这些模拟肺主要面向医用，价格昂贵、操作复杂。用于便携式的慢性呼吸疾病监测设备的校准性价比低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，且减少成本的一种便携式慢性呼吸疾病监测仪校准装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种便携式慢性呼吸疾病监测仪校准装置，包括空压机、减压阀、通道选择器、中央控制器和流量控制器组，所述空压机的输出端通过减压阀连接至通道选择器的输入端，所述通道选择器的输出端与流量控制器组的输入端连接，所述中央控制器分别与通道选择器和流量控制器组相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述流量控制器组包括第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器，所述通道选择器的第一输出端连接至第一流量控制器的输入端，所述通道选择器的第二输出端连接至第二流量控制器的输入端，所述通道选择器的第三输出端连接至第三流量控制器的输入端，所述通道选择器的第四输出端连接至第四流量控制器的输入端，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均与中央控制器连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述中央控制器包括单片机电路和信号发生器，所述单片机电路分别与信号发生器、通道选择器、第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述空压机采用大功率、大流量输出的空气压缩机，流量输出范围为0～800LPM。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一流量控制器的量程为0～100LPM，所述第二流量控制器的量程为0～200LPM，所述第三流量控制器的量程为0～500LPM，所述第四流量控制器的量程为0～800LPM。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均采用日本山武CMQ-V系列的流量控制器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种便携式慢性呼吸疾病检测仪校准装置结构简单，操作方便，并且成本较低，其通过大功率空压机产生稳定的气源，然后根据气流的大小进行分级，采用通道选择器在流量控制器组中选择合适的流量控制器，由流量控制器精确控制并输出稳定的气流，气流大小满足模拟人体用力呼气量从最小值到最大值的过程。本实用新型通过采用分级校准的方式，采用相适应量程的流量控制器对气流进行测量，从而能有效降低相对误差，使得校准更为准确、可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种便携式慢性呼吸疾病检测仪校准装置的原理方框图。

具体实施方式

参考图1，一种便携式慢性呼吸疾病监测仪校准装置，包括空压机、减压阀、通道选择器、中央控制器和流量控制器组，所述空压机的输出端通过减压阀连接至通道选择器的输入端，所述通道选择器的输出端与流量控制器组的输入端连接，所述中央控制器分别与通道选择器和流量控制器组相连接。

优选的，所述空压机，用于产生稳定气流，模拟人体用力呼气量从最小值到最大值的过程，同时用于储气，具有气流量大，稳定可靠的特点；所述减压阀，用于降低空压机所产生气流的压力，将压力限定在后续设备耐压范围内；所述通道选择器，用于控制各个流量控制通道的开闭，选择合适的通道供校准装置使用；所述中央控制器，用于控制流量控制器组的电磁阀开度以及通道选择器的通道开闭。

进一步，所述的中央控制器连接流量控制器组的控制端和流量信号输出端，同时连接通道选择器的控制端，形成反馈回路。

进一步作为优选的实施方式，所述流量控制器组包括第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器，所述通道选择器的第一输出端连接至第一流量控制器的输入端，所述通道选择器的第二输出端连接至第二流量控制器的输入端，所述通道选择器的第三输出端连接至第三流量控制器的输入端，所述通道选择器的第四输出端连接至第四流量控制器的输入端，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均与中央控制器连接。所述流量控制器组采用多台流量控制器可有效降低单台流量控制器的测量误差，进而提高校准精度。

进一步作为优选的实施方式，所述中央控制器包括单片机电路和信号发生器，所述单片机电路分别与信号发生器、通道选择器、第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述空压机采用大功率、大流量输出的空气压缩机，流量输出范围为0～800LPM。

进一步作为优选的实施方式，所述第一流量控制器的量程为0～100LPM，所述第二流量控制器的量程为0～200LPM，所述第三流量控制器的量程为0～500LPM，所述第四流量控制器的量程为0～800LPM。

进一步作为优选的实施方式，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均采用日本山武CMQ-V系列的流量控制器。

本实用新型实施例中，第一流量控制器，量程为0～100LPM，精度为±2.5%满量程（±2.5LPM），用于控制流量值位于100LPM以下的气流；第二流量控制器，量程为0～200LPM，精度为±2.5%满量程（±5LPM），用于控制流量值位于100～200LPM范围内的气流；第三流量控制器，量程为0～500LPM，精度为±2.5%满量程（±12.5LPM），用于控制流量值位于200～500LPM范围内的气流；第四流量控制器，量程为0～800LPM，精度为±2.5%满量程（±20LPM），用于控制流量值位于500～800LPM范围内的气流。

所述的空压机气流经由减压阀减压，所述的通道选择器由控制器控制，输入端与减压阀连接，输出端与四个不同量程的流量控制器连接，所述的第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、第四流量控制器输出端与便携式慢性呼吸疾病监测设备连接。

本实用新型实施例中针对监测设备的校准原理为：

首先采用的大功率空气压缩机产生稳定的气源，通过减压阀进行减压，根据气流流量大小采用通道选择器选择合适的流量控制器，流量控制器由控制器精确控制并测量流量的大小同时实时显示，使气流满足模拟人体用力呼气量从最小值到最大值的过程。所产生的气流经由流量控制器组精确测量，同时气流流经慢性呼吸疾病监测设备，监测设备根据气流产生压差再转换成电压信号，每一个气体流量值对应一个电压值，气体流量与电压建立一一映射关系。

本实用新型在0～800LPM的校准范围内采用分级校准的方式，采用第一流量控制器：量程0～100LPM、第二流量控制器：量程0～200LPM、第三流量控制器：量程0～500LPM、第四流量控制器：量程0～800LPM量程的四台流量控制器完成相应气流的控制与测量，通道选择采用单片机电路自动控制。由于流量控制器本身固有的测量误差，四台流量控制器精度都为±2.5%满量程，通过采用相适应量程流量控制器测量气流可有效降低相对误差，同时设定步进长度为各流量控制器控制精度的一半，具体方法是：在0～100LPM内使用第一流量控制器，气流以步进1.25LPM递增输出，100～200LPM内使用第二流量控制器，气流以步进2.5LPM递增输出，200～500LPM内使用第三流量控制器，气流以步进6.25LPM递增输出，500～800LPM内使用第四流量控制器，气流以步进10LPM递增输出。经过流量控制器测量的气流输送至慢性呼吸疾病监测设备，确定的气流会产生确定的电压信号，不同气流与不同电压形成一一映射，同时可通过上述校准装置修改步进，测量更多的气流量值，激励监测设备产生更多的电压信号，基于大量数据分析与处理使气流与电压的映射关系更为准确、可靠，这种映射关系即可用于便携式慢性呼吸疾病监测设备的校准，由监测设备的电压信号反向映射成已经标定的气流，如此完成监测设备校准。校准的映射关系通过积分运算以及相关数学算法可实时测量慢性呼吸疾病，例如：哮喘病、慢性阻塞性肺疾病的PEF、FEV1和FEV1%等参数。

本实用新型定义为便携性慢性呼吸疾病监测设备校准PEF、FEV1、FEV1%等参数，该装置架构简单，操作方便，且成本低，性能稳定，具有可靠的校准精度等特点。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。