一种称重式肺活量测量装置的制作方法

本发明涉及一种肺活量测量技术，尤其是涉及一种称重式肺活量测量装置。

背景技术：

目前，测量肺活量可判断病患某些呼吸机能减低的性质和程度，以及病患疾病恢复后的劳动能力，具有重要意义。排水式的肺活量测量装置因为具有结构简单，制作成本较低和环保的优点，在肺活量测量领域得到了广泛的使用。现有的排水式的肺活量测量装置通常包括储水容器和管道，管道与储水容器的底部连接并与储水容器连通。在使用前，将水装入储水容器和管道内，管道的管口保持水平，储水容器和管道内液面与管道的管口位于在同一水平面上。使用时，被测病患向储水容器内呼气，增大储水容器内的压强，储水容器内的水被压入管道内，管道内水从其管口处排出，由此根据排出水的体积计算该患者的肺活量。

但是，现有的排水式的肺活量测量装置存在以下问题：一、被测患者在呼气过程中，储水容器内液面不断下降，被测病患呼气所受阻力随着储水容器中液面下降而增大，同时呼气后期肺内压强较低，从而导致被测病患无法呼出余气，对测量精度造成不良影响；二、测试者读取排出水的体积时，要求盛水容器置于水平台上且水面稳定，否则测量结果准确性难以保证。

鉴此，设计一种即使在水面波动条件下，测量精度也较高的肺活量测量装置具有重要意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种即使在水面波动条件下，测量精度也较高的称重式肺活量测量装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种称重式肺活量测量装置，包括箱体、抽水组件、称重组件、控制器、显示屏、排水组件和导气管；所述的称重组件和所述的显示屏分别与所述的控制器连接，所述的箱体内设置有隔板，所述的隔板将所述的箱体内分为储水腔和测量腔，所述的储水腔位于所述的测量腔之上，所述的测量腔的侧壁上设置有注水口，所述的隔板上设置有用于连通所述的储水腔和所述的测量腔的开口；所述的称重组件包括置于所述的测量腔内部的台秤和置于所述的台秤上的透明敞口盛水容器，所述的台秤用于实时称取所述的透明敞口盛水容器中水的质量并发送给所述的控制器，所述的抽水组件用于将所述的透明敞口盛水容器内的水抽到所述的储水腔中，所述的排水组件包括套管、水槽和第一电控阀门，所述的套管设置在所述的开口处，所述的套管的尺寸与所述的开口的尺寸匹配，所述的水槽位于测量腔内，所述的第一电控阀门设置在所述的水槽内，所述的第一电控阀门具有电控端和通道，所述的第一电控阀门的电控端和所述的控制器连接，所述的第一电控阀门的通道的一端和所述的套管连接，所述的第一电控阀门的通道的另一端被所述的水槽的底部封闭，所述的第一电控阀门的通道的侧壁上设置有排水孔，所述的排水孔的高度低于所述的水槽的上端面，所述的第一电控阀门的进水通道内沿竖直方向设置有均压管，所述的均压管的下端面与所述的水槽的上端面平齐，所述的均压管的上端和所述的导气管的一端连接，所述的导气管的另一端伸到所述的箱体外，所述的导气管水平设置。

所述的抽水组件包括第二电控阀门、光电液位传感器、抽水管和水泵，所述的第二电控阀门设置在所述的箱体的顶部，所述的第二电控阀门具有电控端和两个通道，两个通道分别为进水通道和进出气通道，所述的第二电控阀门的电控端和所述的控制器连接，所述光电液位传感器置于所述的第二电控阀门的进出气通道上，所述的光电液位传感器的电控端和所述的控制器连接，所述的第二电控阀门的进水通道和所述的抽水管的一端通过所述的水泵连接，所述的第二电控阀门的进水通道和所述的储水腔连通，所述的第二电控阀门的进气通道将所述的储水腔和所述的箱体外部连通，所述的抽水管的另一端通过轻质软管和所述的透明敞口盛水容器底部连通。

所述的测量腔的侧壁上设置有用于观测所述的测量腔内水位的观察窗，在测量前，所述的测量腔内透明敞口盛水容器的水位位于所述的观察窗的下端和上端之间。

所述的套管与所述的开口的连接处做密封处理，所述的箱体与所述的隔板的连接处也做密封处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过箱体、抽水组件、称重组件、控制器、显示屏、排水组件和导气管组成肺活量测量装置，称重组件和显示屏分别与控制器连接，箱体内设置有隔板，隔板将箱体内分为储水腔和测量腔，储水腔位于测量腔之上，测量腔的侧壁上设置有注水口，隔板上设置有用于连通储水腔和测量腔的开口；称重组件包括置于测量腔内部的台秤和置于台秤上的透明敞口盛水容器，台秤用于实时称取透明敞口盛水容器中水的质量并发送给控制器，抽水组件用于将测量腔内透明敞口盛水容器中的水抽到储水腔中，排水组件包括套管、水槽和第一电控阀门，套管设置在开口处，套管的尺寸与开口的尺寸匹配，水槽位于测量腔内，第一电控阀门设置在水槽内，第一电控阀门具有电控端和通道，第一电控阀门的电控端和控制器连接，第一电控阀门的通道的一端和套管连接，第一电控阀门的通道的另一端被水槽的底部封闭，第一电控阀门的通道的侧壁上设置有排水孔，排水孔的高度低于水槽的上端面，第一电控阀门的进水通道内沿竖直方向设置有均压管，均压管的下端面与水槽的上端面平齐，均压管的上端和导气管的一端连接，导气管的另一端伸到箱体外，导气管水平设置；所述的控制器储存有0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，在初始状态，排水组件和第一电控阀门分别处于关闭状态，开始测量时，透明敞口盛水容器中存储有定量的水，控制器控制称重组件开启，并控制抽水组件开启将透明敞口盛水容器中的水抽到储水腔中，光电液位传感器实时检测第二电控阀门进出气通道中水的液面并发送给控制器，在抽水过程中，储水腔与箱体外部大气相通，当光电液位传感器检测到液面时，控制器控制抽水组件关闭，停止向储水腔内抽水并将储水腔封闭与箱体外部大气隔离，此时，控制器控制第一电控阀门开启，测量腔内的气压为零，台秤称取的此时透明敞口盛水容器中水的质量为m10，控制器记录m10的值，此时，待测人员通过与导气管连接的一次性吹嘴向导气管内吹气，吹出的气体经由均压管进入第一电控阀门的通道中形成气泡，气泡沿着第一电控阀门的通道和套管进入储水腔内并向上移动至水面，储水腔内的气压增加，其水位平衡被打破，储水腔内的水再次通过套管流入第一电控阀门的通道中，再经由排水孔进入水槽中，水槽内的水流入透明敞口盛水容器内，在吹气过程中，台秤实时检测透明敞口盛水容器中水的质量并发送给控制器，当控制器10秒内收到的台秤发送的透明敞口盛水容器中水的质量都没有变化时，认定为待测人员吹气结束，此时储水腔内的水位再次保持平衡，此时透明敞口盛水容器中水的质量为m11，控制器记录m11的值，控制器计算测量前后透明敞口盛水容器中水质量改变量δm＝m11-m10，通过查控制器内储存的0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，找出δm对应的标准大气下注入储水腔内气体的总体积，准确得到标准大气压下待测人员呼出气体体积，并通过显示屏显示，完成测量，测人员吹气造成的阻力，一方面待测人员可以不受阻碍的完成吹气，另一方面通过称重组件可以在非水平台上水面波动的情况下精确的获取透明敞口盛水容器中水的质量信息，根据测量前后透明敞口盛水容器中水质量改变量与呼入储水腔内气体量之间的映射关系，准确计算标准大气压下待测人员呼出气体体积，保证本发明的肺活量测量装置具有较高的精度；

当测量腔的侧壁上设置有用于观测测量腔内水位的观察窗，在测量前，测量腔内透明敞口盛水容器的水位位于观察窗的下端和上端之间时，使用者可以直观的通过观察窗来观察测量腔内透明敞口盛水容器的水位，保证测量腔内注入的水量在适当的范围内，操作简单；

当套管与开口的连接处做密封处理，箱体与隔板的连接处也做密封处理时，由此在测量过程中，保证储水腔的绝对密封，进一步提高测量精度。

附图说明

图1为本发明的称重式肺活量测量装置的结构示意图；

图2为本发明的称重式肺活量测量装置中隔板和排水组件的分解图；

图3为本发明的称重式肺活量测量装置的水箱顶部的放大示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种称重式肺活量测量装置，以下结合附图实施例对本发明的称重式肺活量测量装置作进一步详细描述。

实施例一：如图1-图3所示，一种称重式肺活量测量装置，包括箱体1、抽水组件、称重组件、控制器、显示屏2、排水组件和导气管3；称重组件和显示屏2分别与控制器连接，箱体1内设置有隔板4，隔板4将箱体1内分为储水腔5和测量腔6，储水腔5位于测量腔6之上，测量腔6的侧壁上设置有注水口61，隔板4上设置有用于连通储水腔5和测量腔6的开口41；称重组件包括置于测量腔6内部的台秤63和置于台秤63上的透明敞口盛水容器64，台秤63用于实时称取透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，抽水组件用于将测量腔6内透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，排水组件包括套管7、水槽8和第一电控阀门9，套管7设置在开口41处，套管7的尺寸与开口41的尺寸匹配，水槽8位于测量腔6内，第一电控阀门9设置在水槽8内，第一电控阀门9具有电控端和通道，第一电控阀门9的电控端和控制器连接，第一电控阀门9的通道的一端和套管7连接，第一电控阀门9的通道的另一端被水槽8的底部封闭，第一电控阀门9的通道的侧壁上设置有排水孔91，排水孔91的高度低于水槽8的上端面，第一电控阀门9的进水通道内沿竖直方向设置有均压管10，均压管10的下端面与水槽8的上端面平齐，均压管10的上端和导气管3的一端连接，导气管3的另一端伸到箱体1外，导气管3水平设置。

抽水组件包括第二电控阀门、光电液位传感器、抽水管11和水泵12，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门具有电控端和两个通道，两个通道分别为进水通道和进出气通道，第二电控阀门的电控端和控制器连接，光电液位传感器置于第二电控阀门的进出气通道上，光电液位传感器的电控端和控制器连接，第二电控阀门的进水通道和抽水管11的一端通过水泵连接，第二电控阀门的进水通道和储水腔5连通，第二电控阀门的进气通道将储水腔5和箱体1外部连通，抽水管11的另一端通过轻质软管与测量腔6内透明敞口盛水容器64底部连通，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门与箱体1的连接处做密封处理；

控制器储存有0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，在初始状态，排水组件和第一电控阀门9分别处于关闭状态，开始测量时，透明敞口盛水容器64中存储有定量的水，控制器控制称重组件开启，并控制抽水组件开启将透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，光电液位传感器实时检测第二电控阀门进出气通道中水的液面并发送给控制器，在抽水过程中，储水腔5与箱体1外部大气相通，当光电液位传感器检测到液面时，控制器控制抽水组件关闭，停止向储水腔5内抽水并将储水腔5封闭与箱体1外部大气隔离，此时，控制器控制第一电控阀门9开启，测量腔6内的气压此时为零，台秤63称取的此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m10，控制器记录m10的值，此时，待测人员通过与导气管3连接的一次性吹嘴向导气管3内吹气，吹出的气体经由均压管10进入第一电控阀门9的通道中形成气泡，气泡沿着第一电控阀门9的通道和套管7进入储水腔5内并向上移动至水面，储水腔5内的气压增加，其水位平衡被打破，储水腔5内的水再次通过套管7流入第一电控阀门9的通道中，再经由排水孔91进入水槽8中，水槽8内的水流入透明敞口盛水容器64内，在吹气过程中，台秤63实时检测透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，当控制器10秒内收到的台秤63发送的透明敞口盛水容器64中水的质量都没有变化时，认定为待测人员吹气结束，此时储水腔5内的水位再次保持平衡，此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m11，控制器记录m11的值，控制器计算测量前后透明敞口盛水容器64中水质量改变量δm＝m11-m10，通过查控制器内储存的0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，找出δm对应的标准大气下注入储水腔内气体的总体积，并通过显示屏2显示，完成测量。

实施例二：如图1-图3所示，一种称重式肺活量测量装置，包括箱体1、抽水组件、称重组件、控制器、显示屏2、排水组件和导气管3；称重组件和显示屏2分别与控制器连接，箱体1内设置有隔板4，隔板4将箱体1内分为储水腔5和测量腔6，储水腔5位于测量腔6之上，测量腔6的侧壁上设置有注水口61，隔板4上设置有用于连通储水腔5和测量腔6的开口41；称重组件包括置于测量腔6内部的台秤63和置于台秤63上的透明敞口盛水容器64，台秤63用于实时称取透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，抽水组件用于将测量腔6内透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，排水组件包括套管7、水槽8和第一电控阀门9，套管7设置在开口41处，套管7的尺寸与开口41的尺寸匹配，水槽8位于测量腔6内，第一电控阀门9设置在水槽8内，第一电控阀门9具有电控端和通道，第一电控阀门9的电控端和控制器连接，第一电控阀门9的通道的一端和套管7连接，第一电控阀门9的通道的另一端被水槽8的底部封闭，第一电控阀门9的通道的侧壁上设置有排水孔91，排水孔91的高度低于水槽8的上端面，第一电控阀门9的进水通道内沿竖直方向设置有均压管10，均压管10的下端面与水槽8的上端面平齐，均压管10的上端和导气管3的一端连接，导气管3的另一端伸到箱体1外，导气管3水平设置。

抽水组件包括第二电控阀门、光电液位传感器、抽水管11和水泵12，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门具有电控端和两个通道，两个通道分别为进水通道和进出气通道，第二电控阀门的电控端和控制器连接，光电液位传感器置于第二电控阀门的进出气通道上，光电液位传感器的电控端和控制器连接，第二电控阀门的进水通道和抽水管11的一端通过水泵连接，第二电控阀门的进水通道和储水腔5连通，第二电控阀门的进气通道将储水腔5和箱体1外部连通，抽水管11的另一端通过轻质软管与测量腔6内透明敞口盛水容器64底部连通，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门与箱体1的连接处做密封处理；

控制器储存有0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，在初始状态，排水组件和第一电控阀门9分别处于关闭状态，开始测量时，透明敞口盛水容器64中存储有定量的水，控制器控制称重组件开启，并控制抽水组件开启将透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，光电液位传感器实时检测第二电控阀门进出气通道中水的液面并发送给控制器，在抽水过程中，储水腔5与箱体1外部大气相通，当光电液位传感器检测到液面时，控制器控制抽水组件关闭，停止向储水腔5内抽水并将储水腔5封闭与箱体1外部大气隔离，此时，控制器控制第一电控阀门9开启，测量腔6内的气压此时为零，台秤63称取的此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m10，控制器记录m10的值，此时，待测人员通过与导气管3连接的一次性吹嘴向导气管3内吹气，吹出的气体经由均压管10进入第一电控阀门9的通道中形成气泡，气泡沿着第一电控阀门9的通道和套管7进入储水腔5内并向上移动至水面，储水腔5内的气压增加，其水位平衡被打破，储水腔5内的水再次通过套管7流入第一电控阀门9的通道中，再经由排水孔91进入水槽8中，水槽8内的水流入透明敞口盛水容器64内，在吹气过程中，台秤63实时检测透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，当控制器10秒内收到的台秤63发送的透明敞口盛水容器64中水的质量都没有变化时，认定为待测人员吹气结束，此时储水腔5内的水位再次保持平衡，此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m11，控制器记录m11的值，控制器计算测量前后透明敞口盛水容器64中水质量改变量δm＝m11-m10，通过查控制器内储存的0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，找出δm对应的标准大气下注入储水腔内气体的总体积，并通过显示屏2显示，完成测量。

本实施例中，测量腔6的侧壁上设置有用于观测测量腔6内透明敞口盛水容器64中水位的观察窗62，在测量前，测量腔6内透明敞口盛水容器64中的水位位于观察窗62的下端和上端之间。

实施例三：如图1-图3所示，一种称重式肺活量测量装置，包括箱体1、抽水组件、称重组件、控制器、显示屏2、排水组件和导气管3；称重组件和显示屏2分别与控制器连接，箱体1内设置有隔板4，隔板4将箱体1内分为储水腔5和测量腔6，储水腔5位于测量腔6之上，测量腔6的侧壁上设置有注水口61，隔板4上设置有用于连通储水腔5和测量腔6的开口41；称重组件包括置于测量腔6内部的台秤63和置于台秤63上的透明敞口盛水容器64，台秤63用于实时称取透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，抽水组件用于将测量腔6内透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，排水组件包括套管7、水槽8和第一电控阀门9，套管7设置在开口41处，套管7的尺寸与开口41的尺寸匹配，水槽8位于测量腔6内，第一电控阀门9设置在水槽8内，第一电控阀门9具有电控端和通道，第一电控阀门9的电控端和控制器连接，第一电控阀门9的通道的一端和套管7连接，第一电控阀门9的通道的另一端被水槽8的底部封闭，第一电控阀门9的通道的侧壁上设置有排水孔91，排水孔91的高度低于水槽8的上端面，第一电控阀门9的进水通道内沿竖直方向设置有均压管10，均压管10的下端面与水槽8的上端面平齐，均压管10的上端和导气管3的一端连接，导气管3的另一端伸到箱体1外，导气管3水平设置。

抽水组件包括第二电控阀门、光电液位传感器、抽水管11和水泵12，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门具有电控端和两个通道，两个通道分别为进水通道和进出气通道，第二电控阀门的电控端和控制器连接，光电液位传感器置于第二电控阀门的进出气通道上，光电液位传感器的电控端和控制器连接，第二电控阀门的进水通道和抽水管11的一端通过水泵连接，第二电控阀门的进水通道和储水腔5连通，第二电控阀门的进出气通道将储水腔5和箱体1外部连通，抽水管11的另一端通过轻质软管与测量腔6内透明敞口盛水容器64底部连通，第二电控阀门设置在箱体1的顶部，第二电控阀门与箱体1的连接处做密封处理；

控制器储存有0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，在初始状态，排水组件和第一电控阀门9分别处于关闭状态，开始测量时，透明敞口盛水容器64中存储有定量的水，控制器控制称重组件开启，并控制抽水组件开启将透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，光电液位传感器实时检测第二电控阀门进出气通道中水的液面并发送给控制器，在抽水过程中，储水腔5与箱体1外部大气相通，当光电液位传感器检测到液面时，控制器控制抽水组件关闭，停止向储水腔5内抽水并将储水腔5封闭与箱体1外部大气隔离，此时，控制器控制第一电控阀门9开启，测量腔6内的气压此时为零，台秤63称取的此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m10，控制器记录m10的值，此时，待测人员通过与导气管3连接的一次性吹嘴向导气管3内吹气，吹出的气体经由均压管10进入第一电控阀门9的通道中形成气泡，气泡沿着第一电控阀门9的通道和套管7进入储水腔5内并向上移动至水面，储水腔5内的气压增加，其水位平衡被打破，储水腔5内的水再次通过套管7流入第一电控阀门9的通道中，再经由排水孔91进入水槽8中，水槽8内的水流入透明敞口盛水容器64内，在吹气过程中，台秤63实时检测透明敞口盛水容器64中水的质量并发送给控制器，当控制器10秒内收到的台秤63发送的透明敞口盛水容器64中水的质量都没有变化时，认定为待测人员吹气结束，此时储水腔5内的水位再次保持平衡，此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m11，控制器记录m11的值，控制器计算测量前后透明敞口盛水容器64中水质量改变量δm＝m11-m10，通过查控制器内储存的0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔内水质量改变量对照表，找出δm对应的标准大气下注入储水腔内气体的总体积，并通过显示屏2显示，完成测量。

本实施例中，测量腔6的侧壁上设置有用于观测测量腔6内透明敞口盛水容器64中水位的观察窗62，在测量前，测量腔6内透明敞口盛水容器64中的水位位于观察窗62的下端和上端之间。

本实施例中，套管7与开口41的连接处做密封处理，箱体1与隔板4的连接处也做密封处理。

本发明的称重式肺活量测量装置，控制器内储存的0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积与测量腔6内水质量改变量对照表的获取方法如下所述：开始时，透明敞口盛水容器64中存储有定量的水，控制器控制称重组件开启，并控制抽水组件开启将透明敞口盛水容器64中的水抽到储水腔5中，光电液位传感器实时检测第二电控阀门的进出气通道中水的液面并发送给控制器，在抽水过程中，储水腔5与箱体1外部大气相通，当光电液位传感器检测到液面时，控制器控制抽水组件关闭，停止向储水腔内抽水并将储水腔5封闭与箱体1外部大气隔离，此时，控制器控制第一电控阀门开启，测量腔6内的气压为零，台秤63称取的此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m0000，读取并记录m0000的值，此时，通过导气管向均压管10内注入标准大气压下0.1毫升的空气，空气经由均压管10进入第一电控阀门9的通道中形成气泡，气泡沿着第一电控阀门9的通道和套管7进入储水腔5内并向上移动至水面，储水腔5内的气压增加，其水位平衡被打破，储水腔5内的水再次通过套管7流入第一电控阀门9的通道中，再经由排水孔91进入水槽8中，水槽8内的水流入透明敞口盛水容器64内，此时储水腔5内的水位再次保持平衡，台秤63称取此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m0001，读取m0001的值并记录此时透明敞口盛水容器64内水质量改变量△m0001＝m0001-m0000，然后再通过导气管向均压管内注入标准大气压下0.1毫升的空气，储水腔5内的水位再次保持平衡时，台秤63称取此时透明敞口盛水容器64中水的质量为m0002，读取m0002的值并记录此时透明敞口盛水容器64内水质量改变量△m0002＝m0002-m0000，重复上述操作依次通过导气管向均压管内注入0.1毫升的空气直到注入空气体积达到5000毫升，记录0毫升～5000毫升范围内，精度为0.1毫升条件下，储水腔中注入标准大气压下的气体总体积对应的测量腔内水质量改变量，得到测量腔6内水质量改变量对照表。