【技术实现步骤摘要】
一种高精度超声波肺功能检测仪及其检测方法
[0001]本专利技术涉及医疗检测
,特别涉及一种高精度超声波肺功能检测仪及其检测方法。
技术介绍
[0002]随着经济发展,环境污染越来越严重,导致越来越多的人患有呼吸系统疾病。肺功能检查是呼吸系统疾病的必要检查之一,通过肺功能仪测量肺部功能,达到检测呼吸系统异常的目的。对于早期检出肺、呼吸道病变,如慢性支气管炎、肺气肿、支气管哮喘、间歇性肺病等有重要的指导意义。
[0003]超声气体流量测量技术具有以下优点:(1)精度高;(2)无移动部件,可靠长寿;(3)流量测量结果受环境参数如气体组分,压力,温度,湿度影响小,重复性好;(4)稳定性好,免去经常校对的麻烦;(5)容易消毒避免交叉感染。目前,超声波肺功能仪的方案都是在吹管的上下游安装两个小型超声波传感器,肺功能仪的核心技术就是传感器技术,重点是流量传感器。利用超声波在顺流和逆流中传播时间差和气体流量的关系来测量瞬时流量并通过一定的对应关系取得各项肺功能指标。但是,由于超声波肺功能仪应用场合是管径非常小的吹管,导致在相同的流量情况下,气体的流速非常大,导致超声波信号大幅衰减甚至淹没在噪声之中,对测量精度造成很大影响,从而限制了测量量程。
[0004]利用超声波测量气体流量的方法大致可分为四种:频差法、相关法、多普勒法和时差法。由于频差法和相关法的分辨力较低,实现起来较困难,因此实际应用较少。多普勒效应法是利用超声波在传播过程中由于流体中存在的悬浮颗粒或气泡的反射使其发生频移的多普勒效应来测量的,主要用于 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度超声波肺功能检测仪,其特征在于:包括吹管(1)和多个咬嘴管(3),所述吹管(1)上设置有两个超声波传感器(2),任一所述咬嘴管(3)可活动穿设在所述吹管(1)中,两个所述超声波传感器(2)的信号输出端位于所述吹管中,并正对设置,所述超声波传感器(2)连接有切换开关,所述切换开关连接有放大电路和幅度变化电路,两个所述幅度变化电路连接有同一个升压电路和同一个脉冲发射和精密时间测量芯片,所述放大电路连接带通滤波电路,两个所述带通滤波电路均与所述脉冲发射和精密时间测量芯片连接,所述脉冲发射和精密时间测量芯片串行通信连接微控制器,所述微控制器分别控制两个所述切换开关,所述微控制器通讯连接服务器,所述服务器上安装有环境参数检测器,基于以上的硬件连接,再配合微控制器的程序就可以利用过零检测修正法与实时补偿校正法相互配合实现高精度超声波肺功能检测仪功能。2.根据权利要求1所述的一种高精度超声波肺功能检测仪,其特征在于:两个所述超声波传感器(2)的连线与所述吹管(1)之间形成夹角,所述夹角α为0<α<90
°
。3.根据权利要求1或2所述的一种高精度超声波肺功能检测仪,其特征在于:所述环境参数检测器包括温度检测模块、湿度检测模块和气压检测模块。4.根据权利要求1所述的一种高精度超声波肺功能检测仪,其特征在于:所述放大电路和所述带通滤波电路外安装有屏蔽罩。5.一种权利要求1
‑
4所述的高精度超声波肺功能检测仪的检测方法,其特征在于:微控制器发送开始检测信号给脉冲发射和精密时间测量芯片,同时将上游超声波传感器切换为发射,下游超声波传感器切换为接收,脉冲发射和精密时间测量芯片开始计时并发送2个连续的脉冲信号,经过升压电路和幅度变化电路将2个脉冲信号幅值增大,加到上游的超声波传感器上,下游的超声波传感器接收超声波信号,经过放大电路和带通滤波电路处理,传递给脉冲发射和精密时间测量芯片,脉冲发射和精密时间测量芯片根据设定好的阈值和过零点来判断计时结束,并计算出渡越时间t
up
;将上游的超声波传感器切换为接收超声波信号,下游的超声波传感器切换为超声波信号,经过同样的模式,可计算出渡越时间t
down
;对在高、低流速区域测得的渡越时间t
up
和t
down
采用过零检测修正法分别进行修正,计算得到体积流量V
测量
;并且同时采用实时补偿校正法对体积流量V
测量
进行实时环境参数修正,最终得到体积流量V
BTPS
。6.根据权利要求5所述的高精度超声波肺功能检测仪的检测方法,其特征在于:所述过零检测修正法为:S1.事先设置好阈值电压,当超声波传感器的接收信号幅值达到阈值时,开启过零检测,可设置多个过零点为计时结束点,可得到渡越时间t
up
和t
down
,通过t
up
和t
down
计算流体流速v;S2.由于超声波在高流速气体介质中传播衰减较大,导致预先设定的阈值电压未检测到需要检测的声波处,即检测到超前/滞后周期的声波使得渡越时间t
up
或t
down
出现t
′
和t
″
的偏差,定义呼吸过程的流速
‑
时间曲线上连续的三个点a,b和c的时刻分别为t1,t2和t3,相对应的流速分别为v1,v2和v3,Δy1和Δy2为连续两点的流速差,即Δy1=v2...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴正相,王睿,
申请(专利权)人:重庆安酷科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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