【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗保健设备领域，具体涉及一种气流传感器及肺活量检测仪。
技术介绍
1、随着技术的迅猛发展，医疗设备正朝着更小型化、便携化的方向演进，同时与可穿戴设备无缝集成的需求日益增长。在这一背景下，开发一款既便携又经济、同时具备低功耗和高稳定性的肺功能评估设备变得尤为关键。
2、目前广泛应用于日常生活中的肺活量仪大都需要额外的能源驱动装置，这不仅影响了设备的便携性，限制了设备的使用时长，还带来了能源消耗和环境污染等问题。此外，传统肺活量仪容易受到环境温湿度的干扰，影响测量的准确性。
技术实现思路
1、为解决现有肺活量检测仪的传感器部分无法自供电以及检测精度易受环境湿度等因素影响等问题，本专利技术提供一种气流传感器及肺活量检测仪。
2、本专利技术提供的技术方案为：
3、一种气流传感器，其包括：壳体、磁场发生装置，以及线圈薄膜。
4、其中，壳体由非铁磁性材料制备而成。壳体包括相互平行的上基板和下基板，壳体内侧构成一个截面呈口字形的气流通道。
5、磁场发生装置用于在壳体的上基板和下基板之间产生一个磁场强度随距离变化的固定磁场。
6、线圈薄膜包括柔性的基膜以及印刷在基膜上的线圈。线圈薄膜的两端固定在壳体的两侧，线圈薄膜位于上基板和下基板之间，并与二者平行。
7、在气流传感器中，当气体流经壳体中的气流通道时，线圈薄膜上下震颤进而在线圈的两端产生与气流强度具有映射关系的感应信号。
8、作为本专利
9、作为本专利技术进一步的改进，磁场发生装置包括两个镜像设置的永磁体；且线圈薄膜位于两个永磁体中间对应磁场分布的分界面的位置。
10、作为本专利技术进一步的改进，壳体中上基板和下基板的两侧通过螺杆和螺母固定连接。壳体中还包括四个垫圈，位于上基板和下基板之间的每根螺杆上套设两个垫圈；线圈薄膜的端部被夹持在对应侧的两个垫圈之间；所述垫圈用于控制上基板、线圈薄膜和下基板彼此之间的间距。
11、作为本专利技术进一步的改进，壳体及其垫圈采用树脂、陶瓷或玻璃、非铁磁性的金属材料制备而成。
12、作为本专利技术进一步的改进，上基板和/或下基板中相对侧的表面设有用于嵌入式安装永磁体的凹槽。
13、作为本专利技术进一步的改进，基膜包括位于内层的载体层，以及覆盖在线圈外部的保护层。线圈薄膜的基膜采用聚四氟乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜以及其他柔性树脂材料制备的薄膜中的任意一种。
14、作为本专利技术进一步的改进，线圈在基膜中多层分布以提高匝数。
15、本专利技术还包括一种肺活量检测仪，其包括如前述的气流传感器、面罩，以及一个数据处理模块。其中，面罩与气流传感器中的气流通道的前端连通。数据处理模块包括信号采集单元、信号转换单元和肺活量计算单元。信号采集单元连接在气流传感器中线圈薄膜的输出端口上，并用于采集线圈薄膜输出的电信号；信号转换单元用于采用预设的转换模型将电信号转换为表征气流强度的检测信号。肺活量计算单元用于根据检测信号的变化曲线计算出检测用户的肺活量和呼气峰值流量。
16、作为本专利技术进一步的改进，肺活量检测仪还包括或连接有显示模块；显示模块与数据处理模块电连接；显示模块用于对肺活量检测过程的数据进行可视化。
17、作为本专利技术进一步的改进，肺活量检测仪还外接电源或内置电源；电源用于为数据处理模块部分供电。
18、作为本专利技术进一步的改进，面罩采用柔性的硅胶材料制备而成。
19、作为本专利技术进一步的改进，肺活量检测仪还包括一个尾流管，尾流管与气流传感器中的气流通道的后端连通；尾流管中设置仅允许气体从面罩向尾流管单向流动的止逆阀。
20、作为本专利技术进一步的改进，转换模型的构建方法为：
21、在不同的气流环境下对肺活量检测仪和标准设备进行大量同步测试；然后结合获取的大量测试数据在肺活量检测仪的检测信号和标准设备的检测结果之间通过数学分析或机器学习的方式建立映射；最后将得到的数学模型或网络模型作为所需的转换模型。
22、本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：
23、本专利技术基于电磁感应原理设计一种新型的气流量传感器，在该传感器中，当有气体进入通道时，柔性的线圈薄膜受到伯努利效应影响将会上下颤动，导致穿过线圈的磁通量发生变化，由此产生电信号，通过对信号分析可以得到气流量的峰值和累计值。
24、本专利技术的气流量传感器可以应用于肺活量检测仪，与现有产品相比，该传感器不会受空气中温湿度的影响，信号稳定，不会受呼出气体湿度的影响，提高了肺活量传感的准确率。
25、本专利技术提供的气流传感器可以在气流的作用下自激励产生感应信号，不仅能够实现对气流量进行检测，还无需借助外界能源驱动，属于是一种新型的自驱动肺活量传感器，实用价值更高。
26、本专利技术设计的气流量传感器和肺活量检测仪的结构简单，成本低廉，可靠性高；敏感性强，能够输出较高感应电流。该方案即有效利用了人体呼吸产生电力，且可实现对肺活量等指标进行传感，在人体健康管理领域有一定的应用价值。
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1.一种气流传感器，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的气流传感器，其特征在于：所述磁场发生装置包括固定连接在上基板和/或下基板靠内一侧的条形的永磁体；所述永磁体的磁极连线方向垂直于上基板和下基板所在平面。
3.如权利要求2所述的气流传感器，其特征在于：所述磁场发生装置包括两个镜像设置的永磁体；且所述线圈薄膜位于两个永磁体中间对应磁场分布的分界面的位置。
4.如权利要求3所述的气流传感器，其特征在于：所述壳体中的上基板和下基板的两侧通过螺杆和螺母固定连接；所述壳体中还包括四个垫圈，位于上基板和下基板之间的每根螺杆上套设两个垫圈；所述线圈薄膜的端部夹持对应侧的两个垫圈之间；所述垫圈用于控制上基板、线圈薄膜和下基板彼此之间的间距。
5.如权利要求4所述的气流传感器，其特征在于：所述壳体及其垫圈采用树脂、陶瓷或玻璃、非铁磁性的金属材料制备而成；
6.如权利要求1所述的气流传感器，其特征在于：所述基膜包括位于内层的载体层，以及覆盖在所述线圈外部的保护层；所述线圈薄膜的基膜采用聚四氟乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜以及其他
7.一种肺活量检测仪，其特征在于，其包括：
8.如权利要求7所述的肺活量检测仪，其特征在于：其还包括或连接有显示模块；所述显示模块与所述数据处理模块电连接；所述显示模块用于对肺活量检测过程的数据进行可视化；
9.如权利要求7所述的肺活量检测仪，其特征在于：其还包括一个尾流管，所述尾流管与所述气流传感器中的气流通道的后端连通；所述尾流管中设置仅允许气体从面罩向尾流管单向流动的止逆阀。
10.如权利要求7所述的肺活量检测仪，其特征在于，所述转换模型的构建方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种气流传感器，其特征在于，其包括：
2.如权利要求1所述的气流传感器，其特征在于：所述磁场发生装置包括固定连接在上基板和/或下基板靠内一侧的条形的永磁体；所述永磁体的磁极连线方向垂直于上基板和下基板所在平面。
3.如权利要求2所述的气流传感器，其特征在于：所述磁场发生装置包括两个镜像设置的永磁体；且所述线圈薄膜位于两个永磁体中间对应磁场分布的分界面的位置。
4.如权利要求3所述的气流传感器，其特征在于：所述壳体中的上基板和下基板的两侧通过螺杆和螺母固定连接；所述壳体中还包括四个垫圈，位于上基板和下基板之间的每根螺杆上套设两个垫圈；所述线圈薄膜的端部夹持对应侧的两个垫圈之间；所述垫圈用于控制上基板、线圈薄膜和下基板彼此之间的间距。
5.如权利要求4所述的气流传感器，其特征在于：所述壳体及其垫圈采用树脂、陶瓷或玻...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚，白雅楠，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：
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