一种肺活量测试装置及其使用方法与流程

本发明涉及体育器材领域，特别是一种肺活量测试装置及其使用方法。

背景技术：

相关肺活量计量的技术研发综述：早期使用的测试肺活量方法，基本上都是利用吹气时的“排水法或排空气法”等原理进行测试，最新研究发明的一些肺活量计量也还是在以上原理的基础上加上电子传感器进行的技术，例如：吕旭晨等的实用新型专利cn201727513u《简易肺活量计》；张新刚等的发明公开号cn107007283a《一种肺活量测量装置》；肖红青等的发明专利cn104739415b《u型连通器式肺活量与肺动力对抗测试仪》；尹华等的发明专cn204562164u《一种简易桶式肺活量测试器》等相关技术原理产品，使用该方法测试不仅器械比较笨重不便携带，而且精确度也不够精准。

随着现代电子传感器电子技术广泛使用，在国际专利发明中，最早使用电子感应器的是1999年由日本omrontateisielectronicsco申请的发明专利jp11042219aspirometer《肺活量计》，该技术利用气压差的感应器测量方法进行检测肺活量的电子仪器。在国内有利用多种先进电子元件感应器技术进行的研发。例如：卜宪聪的专利号cn205268167u《一种新型肺活量测试器》，利用甁子内的气压差对计量器产生的刻度变化进行测量肺活量；闫文明的cn104586396b《一种肺活量的测试方法和设备》，利用空气流速法，当气流流速v(t)和压力差的对应关系式，获得对应各个时刻的气流流速v(t)，根据测量时间t与所述气流流速v(t)的对应关系，获得vc肺活量数值；还有王松浩等台湾专利号twi322682b《肺活量检测器》，利用风力产生电压差法，当吹气时气流动带动叶片旋转，再带动发电装置旋转，与感应线圈组切割磁力线而产生电压，并将电压值变化传递于微处理器转换成肺活量值。虽然这些技术的肺活量计相对便携，但是价格较昂贵，不可能实现人手一个，不能真正起到预防细菌病毒交叉感染的风险，而且在使用过程若意外掉落容易造成零件的损坏。

肺活量测试项目是从小学一年级到大学四年级的《国家学生体质健康标准》数据采集必测项目之一。肺活量是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量，是一次呼吸的最大通气量，是评价人体呼吸系统机能状况的一个重要指标。成年男子肺活量约为3500~4000毫升，女子约为2500~3000毫升。而肺活量的测试仪器从早期的水箱式的测试器到电子传感器型的手持测试仪，已经有了很大的改善和方便，但由于测试仪器价格昂贵等限制，在实际测试过程中，大部分是共用一台仪器，采用简易消毒的吹嘴或每人一个纸漏斗做垫片轮流吹气使用，这种测试条件存在病菌交叉感染的风险和公共卫生安全隐患。

根据《中华人民共和国传染病防治法》、《突发公共卫生事件应急条例》对公共卫生的预防要求，针对目前肺活量数据采集方法的现状，急需一款即便携廉价、卫生实用，并且人手一个的肺活量数据采集工具。

技术实现要素：

基于体育器械的公共卫生预防、操作便携、成本低廉的需要，为克服上述问题，本发明提供了一种带有标刻肺活量数值的圆筒形肺活量测试装置及其使用方法，能够做到人手一个使用，且实时测试采集肺活量数据，来克服现有技术的不足。

本发明采用以下方法来实现：一种肺活量测试装置，其特征在于：包括用于手握的握把和设有容量刻度尺的圆柱形压缩塑料薄膜，所述握把进气端开设有一吹气口，所述握把内开设有漏斗形的进气腔，所述进气腔末端设置有用于封闭进气腔出气口的自粘塑料闭合膜；所述圆柱形压缩塑料薄膜前端的开口与所述握把的出气端连接，所述圆柱形压缩塑料薄膜底部内侧设置有用于读取肺活量数据的硬底座，以利于测试时气体推动所述硬底座带动所述圆柱形压缩塑料薄膜向后展开形成圆柱状；所述硬底座上表面中部设置有与进气腔出气口相配合的出气口插销。

进一步的，所述硬底座下表面为凹形结构，所述圆柱形压缩塑料薄膜设置于所述凹形结构的凹槽内。

进一步的，所述自粘塑料闭合膜包括进气薄膜，所述进气薄膜下表面周侧设置有以利于出气与闭合的两个三角形延伸部。

进一步的，所述圆柱形压缩塑料薄膜为以pe为基材，其厚度在：0.008mm-0.03mm、剥离度在：5g/25mm--30g/25mm之间的微粘透明膜，压缩的折叠层的间隔涂布一层经处理后的交联型压敏胶，形成折叠层间有规则的间隔分层，实现被压缩的圆柱形压缩塑料薄膜自外层向内层逐层地分离并展开。

进一步的，所述圆柱形压缩塑料薄膜的容量范围为500ml-5800ml。

一种肺活量测试装置的使用方法步骤如下：

步骤s1、测试肺活量数据时，使用人员将嘴巴对准吹气口进行一次性不间断吹气，气体通过进气腔进入圆柱形压缩塑料薄膜内；

步骤s2、所述硬底座由于内面受气体压强的影响向后推动，被压缩在硬底座后面的圆柱形压缩塑料薄膜受张力作用自动逐层展开，标记在圆柱形压缩塑料薄膜的外壁上的相对应肺活量数值从小到大逐渐显示出来；

步骤s3、吹气结束后，将硬底座停留的最终位置的容量刻度标尺数据记录为肺活量的测试值。

进一步的，所述步骤s3后还包括依据人体工程学的人体尺寸和人体运动学的测试肺活量时的身体动作姿势原理，设计的可适合所有不同年龄段的学生使用的充气后圆柱形压缩塑料薄膜管的刻度标尺和不同圆柱体横截面的半径与其相对应的肺活量数值。

本发明的有益效果在于：可做到成本低廉一次性使用，人手一个，即便携又廉价；方便使用，还可实时检测采集肺活量数据；由于是人手一个，一次性使用产物，这样在测试肺活量时不会存在病菌交叉感染的风险；结构简单，使用方便，操作便捷，能够有效的节省人力物力，节省成本，大量的节省肺活量测试时间，提高工作效率，降低工作人员的工作量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态示意图。

图3为硬底座第一实施例与圆柱形压缩塑料薄膜的结构示意图。

图4为硬底座第二实施例与圆柱形压缩塑料薄膜的结构示意图。

图5为自粘塑料闭合膜的结构示意图。

图6为例举部分规格半径在（2cm-6cm）之间的相对应圆柱形压缩塑料薄膜刻度长度h(cm)参照表。

图7为例举以3.5cm半径规格的圆柱形压缩塑料膜相对应的详细肺活量刻度长度h(cm)表。

图8为肺活量计的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1至图3，本发明提供了一实施例：一种肺活量测试装置，包括用于手握的握把1和设有容量刻度尺2的圆柱形压缩塑料薄膜3，所述握把1进气端开设有一吹气口11，所述握把1内开设有漏斗形的进气腔12，所述进气腔12末端设置有用于封闭进气腔12出气口的自粘塑料闭合膜4；所述圆柱形压缩塑料薄膜3前端的开口与所述握把1的出气端连接，所述圆柱形压缩塑料薄膜3底部内侧设置有用于读取肺活量数据的硬底座5，以利于测试时气体推动所述硬底座5带动所述圆柱形压缩塑料薄膜3向后展开形成圆柱状；所述硬底座5上表面中部设置有与进气腔12出气口相配合的出气口插销6，使得在未开始测试时，出气口插销6能够将进气腔12出气口封住，只有受到较大的气压强度时才会随着硬底座5向后移动。

较佳的是，本发明的圆柱形压缩塑料薄膜为塑料材质和抗张强度等性能符合《中华人民共和国包装行业标准：商品零售包装袋（bb/t0039-2013代替bb/t0039-2006）》的国家标准之规定选取，并适用于压敏胶粘带等产品进行持粘性测试的试验材质。所述圆柱形压缩塑料薄膜为以pe为基材，其厚度在：0.008mm-0.03mm、剥离度在：5g/25mm--30g/25mm之间的微粘透明膜，压缩的折叠层的间隔涂布一层经处理后的交联型压敏胶，形成折叠层间有规则的间隔分层，实现被压缩的圆柱形压缩塑料薄膜自外层向内层逐层地分离并展开。本发明圆柱形压缩塑料薄膜的较佳厚度为0.008mm、0.01mm和0.02mm、剥离度较佳的为5g/25mm、10g/25mm和20g/25mm，但不仅限于此。

本发明较佳的握把为硬塑料材质或圆形硬纸的握把，且握把形状可为漏斗形、圆柱形等，但不仅限于此。

请参阅图4所示，所述硬底座5下表面为凹形结构，所述圆柱形压缩塑料薄膜3设置于所述凹形结构的凹槽内，以利于硬底座5能够带动圆柱形压缩塑料薄膜3更好的向后展开。

请参阅图5所示，所述自粘塑料闭合膜4包括进气薄膜41，所述进气薄膜41下表面周侧设置有以利于出气与闭合的两个三角形延伸部42。使得自粘塑料闭合膜4可自动封合的进气腔12出气口，防止气体倒流，设计的进气腔，只能一次性不间断进气，中断进气后自动封闭进气腔12出气口。

所述圆柱形压缩塑料薄膜的容量范围为500ml-5800ml。

一种肺活量测试装置的使用方法包括以下步骤：

步骤s1、测试肺活量数据时，使用人员将嘴巴对准吹气口进行一次性不间断吹气，气体通过进气腔进入圆柱形压缩塑料薄膜内；

步骤s2、所述硬底座由于内面受气体压强的影响向后推动，被压缩在硬底座后面的圆柱形压缩塑料薄膜受张力作用自动逐层展开，标记在圆柱形压缩塑料薄膜的外壁上的相对应肺活量数值从小到大逐渐显示出来；

步骤s3、吹气结束后，将硬底座停留的最终位置的容量刻度标尺数据记录为肺活量的测试值。

请参阅图6所示，根据圆柱体容量公式v=πr²h，其中v是体积，π是圆周率，r是圆柱底面的半径，h是高，在使用过程中根据以上公式：可标示出不同规格半径（已知r）和圆筒表面上标刻的具体长度（h）和相对应位置的气体容量（v）。依据人体工程学人体尺寸，预设计最大长度在150厘米之内和肺活量数值在500ml-5800ml之间的不同半径（2cm-6cm）规格的刻度长度对比参照表，为采用何种规格尺寸半径的肺活量测试装置适用于哪个年龄段的学生使用提供参考依据。

从《国家体育总局发布的2014年国民体质监测公报》显示：20-24岁男子和女子的平均身高分别是1.719米、1.599米。从国家学生体质监测数据统计表明：小学生一年级（7-8）岁男生肺活量和身高平均参考值为：(1342~1496)ml和(113.0~121.7)cm；小学生一年级(7-8)岁女生肺活量平均参考值在：(1213~1354)ml和(111.5~121.8)cm；男大学生肺活量参考值范围一般在（3840±562）ml；女大学生肺活量参考值范围一般在(2661±536)ml。

再有测试肺活量时吹气过程气流不可中断，一旦中断换气，便记为一次测量的结束。因此学生在进行肺活量测试时，大部分姿势是大口深吸气后，然后含胸弓背，并匀速吹气，在最后吹气阶段身体微微前倾处于弯腰状态，这样有助于挤压胸部，能最大限度吹出肺里面的气体总量。

请参阅图7所示，依据人体工程学的人体尺寸和人体运动学的测试肺活量时的动作姿势，例举以3.5cm半径规格的肺活量数值与相对应的长度h(cm)标刻表，可适合所有不同年龄段的学生使用的肺活量测试装置，实现实时读取采集的肺活量数值。

请参阅图8所示，本发明还包括了一种自检测肺活量测试装置的仪器，该仪器为一种肺活量计的检测装置，包括透明储气筒7和推杆8，所述推杆8贯穿于透明储气筒7内部，且所述推杆8前端设置有用于在透明储气筒7内腔左右滑动的活塞71；所述透明储气筒7左端面设置有出气管72，所述出气管72的外周侧表面设置有外螺纹，所述出气管72的末端螺旋套设有用于连接所述肺活量计进气口的出气嘴73，所述出气嘴73内周侧表面设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述出气管72的外周侧表面有用于密封出气嘴73和出气管72之间缝隙的第一密封圈74；所述透明储气筒7外筒壁上设有刻度条75。所述透明储气筒7右端设置有推气装置9，所述推气装置9包括一盒体91，所述推杆8外周侧壁上开设有外螺纹81；所述盒体91的内左侧面中部设置有第一轴承92（外圈固定，内圈可转动），所述盒体91内右侧面中部设置有第二轴承93（外圈固定，内圈可转动），所述盒体91内设置有一蜗轮94，所述推杆8依次穿过第一轴承92、蜗轮94和第二轴承93延伸至盒体91外部；所述盒体91上表面开设有一开口95，所述开口95一端铰接设置有显示屏96，以利于显示屏96可折叠设置于开口95内；所述盒体91内右上角设置有电机97，所述电机97的输出轴98与蜗轮94啮合，所述盒体91内左侧面上设置有第三轴承99（外圈固定，内圈可转动），所述电机97的输出轴98末端设置于第三轴承99内圈；所述盒体91内下侧面设置有电路板10和为电路板10供电的蓄电池101，所述蓄电池101位于所述盒体91内右下角，所述蓄电池101下方设置有为蓄电池101充电的充电口（未图示），所述电路板10上设置有mcu，所述mcu连接有电机、充放电电路、显示屏驱动电路和无线通信模块。检测肺活量测试装置精确度是否合格时，在透明储气管中充入适量的气体，操作人员透过透明储气管查看活塞的位置，通过刻度条来确认充入气体的量，充入固定量气体后，将肺活量测试装置的吹气嘴与出气嘴连接，给透明储气筒充气时，启动电机，使电机反转，电机的输出轴就会带动蜗轮，蜗轮带动推杆向右移动，将气体吸收至透明储气筒中，工作人员通过查看活塞的位置来确认充入气体的量，将出气嘴与肺活量计的进气管连接，启动电机，使电机正转，电机的输出轴就会带动蜗轮，蜗轮带动推杆向左移动，将气体充入肺活量测试装置中；如果肺活量测试装置显示气体量的数值与起始时刻度条显示的数值一致，证明该肺活量测试装置合格；如果肺活量计显示气体量的数值与起始时刻度条显示的数值误差较大，证明该肺活量测试装置不合格，以此来检测肺活量测试装置是否合格。

该检测装置能够在肺活量测试装置在对使用者进行肺活量检测前对肺活量测试装置进行检测，使肺活量测试装置在使用时能够更加精准，能够保证肺活量测试装置在高精准度下对使用者进行检测；结构简单，操作方便，以利于肺活量测试装置在使用过程更加便捷精准，减少了医疗事故的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。