ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в аппаратах искусственной вентиляции легких (ИВЛ), особенно в аппаратах высокочастотной ИВЛ в герметичном корпусе выносного блока, т.е. в эжекторной части коннектора.
Известно устройство для ИВЛ, см. патент РФ №2185196, в котором применен нагрев и контроль нагрева дыхательной смеси для чего внутри подающего шланга находится нагреватель, которой через элемент контроля нагревателя (первый термометр) связан с микроконтроллером, а внутри патрубка пациента находится второй термометр, а выход второго термометра также связан с микроконтроллером.
Недостатки: сложность электрического схемного решения, как следствие сложность конструкции, отсюда недостаточная надежность и высокая стоимость.
Известны инжекторы в составе респиратора ВЧ, состоящие из сопла, смесительной камеры, бокового патрубка, диффузора и нагревателя, см, «Высокочастотная вентиляция легких» А.П.Зильбер и И.А.Шурыгин, Издательство Петрозаводского университета, 1993, стр.48-49 - ПРОТОТИП.
Недостатки прототипа: негерметичность, а также недостаточная эжекция, что приводит к неполноценному увлажнению газа, а согревание вдуваемого газа выполнено на примитивном уровне.
Технической задачей является расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных качеств.
Для решения поставленной задачи предлагается измеритель температуры дыхательной смеси и его конструктив, содержащий высокочастотную задающую и измерительную части, отличающийся тем, что задающая часть содержит генератор высокой частоты и трансформатор, а
измерительная часть содержит: выпрямитель, стабилизатор тока с. измерительным терморезистором, преобразователь напряжение - частота, фотодатчик и фотоприемник, причем измеритель имеет следующие соединения: выход генератора ВЧ через трансформатор соединен с выпрямителем, выходами которого являются шины Uпит (+Uпит и 0 В), которые соединены с входами питания генератора ВЧ, стабилизатора тока и преобразователя напряжение-частота (на структурной схеме соединения условно не показаны); выход стабилизатора тока соединен с преобразователем напряжение-частота, выход которого через светодиод и фото приемник в виде последовательности импульсов является выходом выносного блока респиратора высокочастотного; конструктив выполнен из двух частей: стационарной и съемной, в стационарную часть входит генератор высокой частоты и первичная катушка трансформатора, в съемную часть входит вторичная катушка трансформатора, выпрямитель, стабилизатор тока, преобразователь напряжение-частота, измерительный терморезистор, фотодатчик и фотоприемник; съемная часть выполнена в герметичном корпусе, позволяющем проводить ее стерилизацию.
На фиг.1 изображена структурная схема измерителя, на фиг.2 - принципиальная, на фиг.3 - общий вид «Респиратора высокочастотного», на которых изображено: 1 - выносной блок «Респиратора высокочастотного», 2 - генератор ВЧ на 50 кГц, 3 - стабилизатор тока, 4 - трансформатор, 5 - преобразователь «напряжение-частота», 6 - выпрямитель, 7 - светодиод, 8 - фотоприемник, 9 - коннектор, 10 - основной блок, 11 - эжектор.
Структурная схема выносного блока 1, имеет следующие соединения. Выход генератора ВЧ 2 через трансформатор 4 соединен с выпрямителем 6, выходами которого являются шины Uпит (+Uпит и 0 В), которые соединены с входами питания генератора ВЧ 2, стабилизатора тока 3 и преобразователя напряжение-частота 5 (на структурной схеме соединения условно не показаны); выход стабилизатора тока 3 соединен с преобразователем напряжение-частота 5, выход которого через светодиод 7 и фотоприемник
8 в виде последовательности импульсов является выходом выносного блока 1 респиратора высокочастотного; в состав стабилизатора тока 3 входит измерительной терморезистор RT.
Узлы измерителя могут быть выполнены на следующих ЭРЭ и ИМС (фиг.2). Резисторы R1-R14 типа С2-33, см. «Справочник. Резисторы», М, Р и С, 1987, стр.51; Конденсаторы С1-С11 типа К73-11 и К-53-1, см. «Справочник по электрическим конденсаторам», М, Р и С, 1983, стр.170-174 и стр.428 соответственно; трансформатор ТР собственной разработки; выпрямительные диоды VD1-VD9 типа КД221, см. «Справочник. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные», М, КубК-а, 1994, стр.135; транзистор VT1 в генераторе 1 типа 2П312, см. «Справочник. Транзисторы малой мощности» М, КубК-а, 1994, стр.339; светодиод 7 и фотоприемник 8 типа оптопара 30Т122, см. «Справочник. Оптоэлектронные приборы». М, Р и С, 1989, стр.554-555; стабилизатор тока 3 может быть выполнен по схеме см. «Искусство схемотехники» П.Хоровиц, У.Хилл, т.1, M, Мир, 1986, стр.374-375; преобразователь напряжение-частота 5 может быть выполнен на ИМС 555 ГГ2-4, см. «Справочник. Интегральные микросхемы» т.5, Издательское предприятие Радио Софт, М, 2001, стр. 144-145.
Измеритель температуры работает следующим образом. Измеритель температуры расположен в выносном блоке респиратора ВЧ и находится в герметичном корпусе, представляющем собой эжекторную часть коннектора. Такое конструктивное исполнение позволяет максимально приблизить измеритель температуры к потоку газа и исключить электрические контакты гальванически соединяющие электрические части схемы. Это позволяет производить стерилизацию съемной части коннектора в химических растворах не опасаясь ухудшения соединительных контактов. Схема измерения состоит из ВЧ генератора 2, трансформатора 4 и схемы, расположенной в съемной части коннектора. ВЧ-генератор 2 и трансформатор 4 обеспечивает схему измерения питанием, осуществляя передачу мощности без применения гальванического соединения. В съемной части
коннектора с вторичной обмотки трансформатора 4 напряжение поступает на выпрямитель 6, что обеспечивает схему питающим напряжением. Резистор RT (R13) и стабилизатор тока 3 преобразуют значение температуры дыхательной смеси в напряжение, которое в преобразователе напряжение-частота 5 преобразуется в частоту пропорциональную величине температуры. Это напряжение подается на фотодиод 7, который обеспечивает передачу сигнала в выносной блок 8. Электрическая схема измерителя температуры показана на фиг.2. Транзистор VT и трансформатор Тр образуют генератор ВЧ для питания схемы, расположенной в съемной части коннектора. Катушка L2 трансформатора расположена внутри катушки L1 и снимается вместе с съемной частью коннектора. Напряжение с катушки L2 поступает на выпрямитель 6 на диодах VD4-VD7 и обеспечивает питание схемы. На микросхеме D1 собран стабилизатор тока 3, что вместе с терморезистором R13 преобразует значение температуры дыхательной смеси в соответствующее напряжение. Напряжение пропорциональное температуре подается на вход микросхемы D2 - преобразователя напряжение - частота 5. Прямоугольное напряжение с выхода микросхемы D2 поступает на светодиод 7 и через прозрачное окно оптический сигнал поступает на фотоприемник 8, расположенный в выносном блоке. Оптический сигнал принятый фотоприемником 8 далее используется для определения температуры дыхательной смеси, например в микроконтроллере. Катушка L2, выпрямитель 6, стабилизатор тока 3, преобразователь напряжение - частота 5 и светодиод 7 (VD8) находятся в герметичном корпусе съемной части коннектора.