專利名稱：肺部氣體檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于人體健康檢査的設(shè)備，具體的說，涉及了一 種具有肺活量測試功能和酒精含量檢測功能的肺部氣體檢測儀。
技術(shù)背景近年，醫(yī)學界已將肺活量測試作為檢測人體健康的重要項目，肺活量 大的人，不僅心血管功能良好，而且肌肉活動能力和身體供氧能力都比較 強；為此，市場上出現(xiàn)了各種各樣的肺活量測試設(shè)備，這些設(shè)備多用于醫(yī) 療機構(gòu)體檢，而近年，隨著人們健康意識的不斷提高，這些設(shè)備也逐步進 入了家庭，即用于家庭成員的健康檢查和身體保??；目前，市場上銷售有各種各樣的呼出氣體酒精含量檢測儀，該檢測儀 是用來檢測人體呼出氣體中酒精含量的儀器，是一種用作酒后酒精含量的快 速測試設(shè)備；這些儀器常用于交警現(xiàn)場執(zhí)法和醫(yī)療機構(gòu)體檢，而近年，這些 儀器也逐步進入部分家庭。以上設(shè)備和儀器，都是用于肺部氣體的常規(guī)性檢測，功能單一，而且， 檢測數(shù)據(jù)誤差偏大，容易使人體健康檢査的參考價值失準，容易使行政執(zhí)法 的準確性和標準性失準；為了解決以上存在的問題，確保對人體肺部氣體有 一個完善、準確的檢測，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種功能完善、 檢測準確、性能穩(wěn)定的肺部氣體檢測儀。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種肺部氣體檢測儀，該檢測儀包 括氣管、連通氣管的氣體壓力傳感器、控制電路和LCD顯示屏，所述控制 電路包括單片機、電源供電電路和LCD驅(qū)動電路；所述單片機連接所述電 源供電電路的電壓輸出端；所述氣體壓力傳感器分別連接單片機和所述電源供電電路的電壓輸出端；所述LCD驅(qū)動電路包括顯示驅(qū)動芯片，所述顯 示驅(qū)動芯片分別連接單片機、LCD顯示屏和電源供電電路的電壓輸出端。該裝置還包括連通氣管的酒精傳感器，所述酒精傳感器連接所述電源 供電電路的電壓輸出端；所述控制電路還包括酒精傳感器采樣電路，所述 酒精傳感器采樣電路包括第五、第六、第七電阻和第二電容，其中，所述 第七電阻一端連接所述酒精傳感器的信號輸出端，所述第七電阻另一端用 于連接所述單片機，所述第二電容一端連接所述第七電阻另一端，所述第 二電容另一端接地，第五、第六兩個電阻的一端分別連接所述第七電阻一 端，第五、第六兩個電阻的另一端分別接地。本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，該檢測 儀將肺活量測試與酒精含量檢測有機的結(jié)合在一起，使用時，即可多次測 試瞬時肺活量、累計肺活量和瞬時呼氣壓力，又可根據(jù)前述數(shù)據(jù)測量呼出 氣體的酒精含量，并可確保測量的氣體為肺深部的氣體，使呼出氣體中的 酒精含量測試數(shù)據(jù)與血液中的酒精含量數(shù)據(jù)達到一致，即可以準確的測試 出肺深部氣體中的酒精含量，利于準確判斷健康狀況或者利于準確執(zhí)法； 研究表明，人體肺深部氣體與血液中的酒精濃度存在良好的線性關(guān)系，但如 果呼出氣體的體積或者瞬時壓力不夠，并不能夠保證檢測的是肺深部氣體 中的酒精含量，而加上肺活量測試功能或者氣體瞬時壓力檢測功能，就可 以更為準確記錄呼出氣體的體積或者瞬時壓力，確保測量的氣體為肺深部 的氣體，使呼出氣體的酒精含量測試數(shù)據(jù)與血液中的酒精含量數(shù)據(jù)達到一 致；專利申請?zhí)枮?200910080358.9"，發(fā)明名稱為"肺深部氣體的采集 方法"，申請日為2009年3月19日的發(fā)明專利申請公開了一種精確采集 肺深部氣體的方法以及基于該方法的多種實施方法，本實用新型所述檢測 儀完全實現(xiàn)了前述專利申請中所提到的方法；本實用新型所述檢測儀結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、功能完善、檢測數(shù)據(jù)準 確，可以用作行政執(zhí)法的判斷工具，也可以用于醫(yī)療機構(gòu)體檢和家庭保健。6實用新型所述控制電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。如

圖1和圖2所示， 一種肺部氣體檢測儀，該裝置包括氣管l、連通氣 管1的氣體壓力傳感器2、控制電路和LCD顯示屏4，所述控制電路包括單 片機5、電源供電電路6和LCD驅(qū)動電路8;所述單片機5連接所述電源供 電電路6的電壓輸出端；所述氣體壓力傳感器2分別連接所述單片機5和 所述電源供電電路6的電壓輸出端；所述LCD驅(qū)動電路8包括顯示驅(qū)動芯 片，所述顯示驅(qū)動芯片分別連接單片機5、 LCD顯示屏4和電源供電電路6 的電壓輸出端；所述氣管1 一端安裝有一次性呼氣嘴10;氣體壓力傳感器的信號輸出端，即PRESS端連接到單片機的一個A/D 口，用于讀取壓力值，從而計算出瞬時肺活量或者累計肺活量或者瞬時呼 氣壓力；LCD顯示屏為段碼式液晶屏，采用顯示驅(qū)動芯片HT1621B進行驅(qū) 動，顯示驅(qū)動芯片HT1621B為扭32LCD驅(qū)動電路，為LQFP封裝；顯示驅(qū)動 芯片HT1621B的CS端、WR端、DATA端連接到單片機的I/O 口上，使單片 機用于控制顯示驅(qū)動芯片HT1621B,進而驅(qū)動LCD顯示屏；該裝置還包括連通氣管的酒精傳感器3，所述酒精傳感器3連接所述 電源供電電路6的電壓輸出端；所述控制電路還包括酒精傳感器采樣電路 7，所述酒精傳感器采樣電路包括電阻R5、 R6、 R7和電容C2，其中，所述 電阻R7 —端連接所述酒精傳感器的信號輸出端，所述電阻R7另一端用于 連接所述單片機，所述電容C2—端連接所述電阻R7另一端，所述電容C2 另一端接地，兩個所述電阻R5、 R6—端連接所述電阻R7—端，兩個所述 電阻R5、 R6另一端接地；酒精傳感器SENSOR為半導體酒精傳感器，電阻 R5、 R6為酒精傳感器負載匹配，其阻值根據(jù)酒精傳感器規(guī)格調(diào)整；電阻R5、R6、 R7和電容C2構(gòu)成采樣電路，所述電阻R7另一端，即SENSOR端連接 到單片機的一個A/D 口上，進行數(shù)據(jù)采集；所述控制電路還包括酒精傳感器啟?？刂齐娐?，所述酒精傳感器啟停 控制電路包括電阻Rll、 R12、 R13和三極管Q1，其中，所述三極管Q1的集 電極分別串接兩個電阻R12、 R13后連接所述酒精傳感器的電源接地端，所 述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的基極串接電阻Rll后用于連 接所述單片機；電阻Rll、 R12、 R13和三極管Q1，用于控制酒精傳感器的 工作與停止，所述電阻Rll —端，即INTP3端連接到單片機的一個I/O 口 上，如果單片機置INTP3端為1，則酒精傳感器工作，如果單片機置INTP3 端為0，則酒精傳感器停止工作。所述控制電路還包括語音提醒電路9，所述語音提醒電路9包括蜂鳴 器、兩個電阻R24、 27和三極管Q5，其中，所述蜂鳴器一端連接所述電源 供電電路的電壓輸出端，所述蜂鳴器另一端串接電阻R24后連接所述三極 管Q5的集電極，所述三極管Q5的發(fā)射極接地，所述三極管Q5的基極串接 電阻R27后用于連接所述單片機的I/O 口； buzzer為蜂鳴器，可以通過蜂 鳴器進行報警，提示；電阻R24、 R27，三極管Q5，單片機的I/0口，蜂鳴 器buzzer構(gòu)成語音提醒電路。所述控制電路還包括LCD顯示屏背光電路，所述LCD顯示屏背光電路 包括安裝在LCD顯示屏上的背光板，所述背光板一端接地，所述背光板另 一端串連電阻R10后連接所述電源供電電路的電壓輸出端；J4接背光板， 背光板采用3V供電，電阻R10起限流作用。所述電源供電電路包括電池組，開機按鍵11，穩(wěn)壓芯片，三個電阻R8、 R21、 R22， 二極管D5和電容C5;電池組采用三節(jié)7號電池供電，每節(jié)電 池1.5V， J3為電池接入端，穩(wěn)壓芯片IC4是3V的1170;其中，所述電池 組一端接地，所述電池組另一端連接二極管D5正極，所述二極管D5負極 分別連接開機按鍵11 一端和穩(wěn)壓芯片的電壓輸入端，所述開機按鍵11另8一端依次串接電阻R22和電阻R21后連接所述穩(wěn)壓芯片的啟?？刂贫?，所 述電阻R8—端連接所述開機按鍵另一端，所述電阻R8另一端接地，所述 電容C5—端連接穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端，所述電容C5)另一端接地；電容 C5起濾波作用，二極管D5起反向保護作用；所述電源供電電路還包括單片機控制電源電路，所述單片機控制電源 電路包括兩個電阻R9、 R23， 二極管D4和三極管Q3;其中，所述三極管 Q3的基極串接電阻R23后連接所述開機按鍵另一端，所述三極管Q3的發(fā) 射極接地，所述三極管Q3的集電極串接電阻R9后連接所述電源供電電路 的電壓輸出端，所述三極管Q3的集電極用于連接所述單片機，所述二極管 D4正極用于連接所述單片機，所述二極管D4負極連接在所述電阻R22與 所述電阻R21之間；二極管D4起反向保護作用；當穩(wěn)壓芯片IC4 1170的 啟?？刂贫?，即CE端為高電平時，穩(wěn)壓芯片IC4 1170開始工作；開機時， 按下開機按鍵Sl，穩(wěn)壓芯片IC4 1170的電壓輸出端，即V0UT端輸出+3V 電壓，然后，啟動單片機開始工作，此時，三極管Q3導通，則單片機的 DETECT端，即所述三極管Q3的集電極為低電平，單片機檢測到DETECT端 為低電平后就將單片機的CE端置為高電平，此時，松開開機按鍵S1后， 因為穩(wěn)壓芯片IC4 1170的CE端為高電平，穩(wěn)壓芯片IC4 1170繼續(xù)工作； 關(guān)機是軟件關(guān)機，單片機將CE端置O，則穩(wěn)壓芯片IC4 1170就會停止工 作，達到關(guān)機目的；所述電源供電電路還包括電池電量檢測電路，所述電池電量檢測電路 包括三個電阻R17、 R18、 R19和電容C4，其中，所述電阻R18—端連接所 述二極管D5負極，所述電阻R18另一端分別連接所述電阻R17 —端和所述 電阻R19—端，所述電阻R19另一端接地，所述電阻R17另一端用于連接 所述單片機，所述電容C4一端連接所述電阻R17另一端，所述電容C4另 一端接地；電阻R17、 R18、 R19和電容C4，構(gòu)成電池電量檢測功能，其中， 所述電阻R17另一端，即POWER端連接到單片機的一個A/D 口上，通過讀取該A/D值可以了解到電池組的電量。
本實用新型中，所述單片機型號為uPD78F9234，是8位單片機，內(nèi)部 有8K的FLASH,采用3V供電；單片機的DATA端、WR端、CS端用于控制 顯示驅(qū)動芯片HT1621B;
J2為單片機的編程接口，可以通過這個接口對單片機編程；單片機的 XI端、X2端、RESET端、INTP3端連接到編程接口 J2，用于對單片機進行 編程；同時，電阻R28—端接+3V，其另一端連接單片機的RESET端，構(gòu)成 單片機的復位電路，即單片機的RESET端也可以用于復位電路；其中，單 片機的INTP3端也可以用于控制酒精傳感器的開和關(guān)；單片機的DETECT 端用于檢測開關(guān)，實現(xiàn)開機；單片機的PRESS端、POWER端分別連接在單 片機的AD上，單片機的PRESS端為壓力傳感器信號，單片機的POWER端為 電池電量信號，單片機的SENSOR端為酒精傳感器信號。
通過按鍵開機，被測人通過一次性呼氣嘴進行吹氣，在吹氣的同時， 氣體壓力傳感器準確記錄呼出氣體的瞬時壓力或者瞬時體積，依此達到測 試累計肺活量大??；同時或者達到某個既定條件后，酒精傳感器開始測試 呼出氣體酒精含量，并進行分析，最終計算呼出氣體酒精含量；測試完畢 或者每次呼氣測試完畢，將前述數(shù)據(jù)顯示在LCD顯示屏上；
專利申請?zhí)枮?200910080358.9"，發(fā)明名稱為"肺深部氣體的采集 方法"，申請日為2009年3月19日的發(fā)明專利申請公開了一種精確采集 肺深部氣體的方法以及基于該方法的多種實施方法，本實用新型所述檢測 儀完全實現(xiàn)了前述專利申請中所提到的方法。
最后應(yīng)當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非 對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改 或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神， 其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
權(quán)利要求1、一種肺部氣體檢測儀，其特征在于該檢測儀包括氣管、連通氣管的氣體壓力傳感器、控制電路和LCD顯示屏，所述控制電路包括單片機、電源供電電路和LCD驅(qū)動電路；所述單片機連接所述電源供電電路的電壓輸出端；所述氣體壓力傳感器分別連接所述單片機和所述電源供電電路的電壓輸出端；所述LCD驅(qū)動電路包括顯示驅(qū)動芯片，所述顯示驅(qū)動芯片分別連接單片機、LCD顯示屏和電源供電電路的電壓輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于該裝置還包 括連通氣管的酒精傳感器，所述酒精傳感器連接所述電源供電電路的電壓 輸出端；所述控制電路還包括酒精傳感器采樣電路，所述酒精傳感器采樣 電路包括電阻(R5， R6， R7)和電容(C2)，其中，所述電阻(R7)—端連接 所述酒精傳感器的信號輸出端，所述電阻(R7)另一端用于連接所述單片機， 所述電容(C2) —端連接所述電阻(R7)另一端，所述電容(C2)另一端接 地，兩個所述電阻(R5、R6)—端連接所述電阻(R7)—端，兩個所述電阻(R5、 R6)另一端接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所述控制電 路還包括酒精傳感器啟?？刂齐娐罚鼍凭珎鞲衅鲉⑼？刂齐娐钒?阻(Rll， R12， R13)和三極管(Ql),其中，所述三極管(Ql)的集電極分 別串接兩個電阻(R12, R13)后連接所述酒精傳感器的電源接地端，所述 三極管(Ql)的發(fā)射極接地，所述三極管(Ql)的基極串接電阻(R11)后 用于連接所述單片機。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所 述控制電路還包括語音提醒電路，所述語音提醒電路包括蜂鳴器、兩個電 阻(R24， 27)和三極管(Q5)，其中，所述蜂鳴器一端連接所述電源供電 電路的電壓輸出端，所述蜂鳴器另一端串接電阻(R24)后連接所述三極管(Q5)的集電極，所述三極管(Q5)的發(fā)射極接地，所述三極管(Q5)的基極串接電阻(R27)后用于連接所述單片機。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所 述控制電路還包括LCD顯示屏背光電路，所述LCD顯示屏背光電路包括安 裝在LCD顯示屏上的背光板，所述背光板一端接地，所述背光板另一端串 連電阻(RIO)后連接所述電源供電電路的電壓輸出端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所述電源供 電電路包括電池組、開機按鍵、穩(wěn)壓芯片、三個電阻(R8， R21， R22)、 二極管(D5)和電容(C5)，其中，所述電池組一端接地，所述電池組另一 端連接二極管(D5)正極，所述二極管(D5)負極分別連接開機按鍵一端 和穩(wěn)壓芯片的電壓輸入端，所述開機按鍵另一端依次串接電阻(R22)和電阻(R21)后連接所述穩(wěn)壓芯片的啟?？刂贫?，所述電阻(R8)—端連接所述開 機按鍵另一端，所述電阻(R8)另一端接地。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所述電源供 電電路還包括單片機控制電源電路，所述單片機控制電源電路包括兩個電 阻(R9， R23) 、 二極管(D4)、三極管(Q3)，其中，所述三極管(Q3) 的基極串接電阻(R23)后連接所述開機按鍵另一端，所述三極管(Q3)的 發(fā)射極接地，所述三極管(Q3)的集電極串接電阻(R9)后連接所述電源 供電電路的電壓輸出端，所述三極管(Q3)的集電極用于連接所述單片機， 所述二極管(D4)正極用于連接所述單片機，所述二極管(D4)負極連接 在所述電阻(R22)與所述電阻(R21)之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所述電 源供電電路還包括電池電量檢測電路，所述電池電量檢測電路包括三個電 阻(R17， R18， R19)和電容(C4)，其中，所述電阻(R18)—端連接所述二 極管(D5)負極，所述電阻(R18)另一端分別連接所述電阻(R17)—端和所 述電阻(R19)—端，所述電阻(R19)另一端接地，所述電阻(R17)另一端用于 連接所述單片機，所述電容(C4)一端連接所述電阻(R17)另一端，所述電容(C4)另一端接地。
9、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的肺部氣體檢測儀，其特征在于所述氣 管一端安裝有一次性呼氣嘴。
專利摘要本實用新型提供一種肺部氣體檢測儀，它包括氣管、連通氣管的氣體壓力傳感器和酒精傳感器、控制電路和LCD顯示屏，所述控制電路包括單片機、酒精傳感器采樣電路、電源供電電路和LCD驅(qū)動電路；所述單片機連接電源供電電路的電壓輸出端；所述氣體壓力傳感器分別連接單片機和電源供電電路的電壓輸出端；酒精傳感器連接電源供電電路的電壓輸出端；所述酒精傳感器采樣電路分別連接單片機和酒精傳感器；所述LCD驅(qū)動電路包括顯示驅(qū)動芯片，所述顯示驅(qū)動芯片分別連接單片機、LCD顯示屏和電源供電電路的電壓輸出端。該檢測儀性能穩(wěn)定、功能完善、檢測數(shù)據(jù)準確，可用作行政執(zhí)法的判斷工具，也可用于醫(yī)療機構(gòu)體檢和家庭保健。
文檔編號A61B5/091GK201414799SQ20092009000
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者任紅軍, 鄭建利, 閆玉卿 申請人:河南漢威電子股份有限公司