[实用新型]一种真实人体呼吸过程的模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种真实人体呼吸过程的模拟装置，包括：电源驱动模块，用于为所述模拟装置中需供电的部件供电；参数调节模块，用于输入呼吸频率及呼吸量的调节信号；嵌入式微控制模块，用于根据参数调节模块输入的调节信号调节输出的PWM控制信号及继电器控制信号，用于输出实时的呼吸频率和呼吸量；PWM控制模块，用于输出气泵电机的控制信号；显示器，用于接收并显示嵌入式微控制模块输出的实时呼吸频率和呼吸量；气泵，用于根据气泵电机的转速及转向实现预定呼吸频率及呼吸量的真实人体呼吸过程模拟。本实用新型的装置，可对人体呼吸特征进行模拟；可用于模拟检测颗粒污染物环境下，人体微环境及呼吸道内颗粒污染物吸入暴露浓度。

技术领域

本实用新型属于呼吸模拟技术领域以及呼吸暴露研究技术领域，涉及一种真实人体呼吸过程的模拟装置。

背景技术

随着社会经济的不断发展，世界上不少国家的空气质量问题日趋严重，严重危害人体健康；其中，呼吸系统疾病的发病率居高不下且有愈演愈烈之势。

人是环境的主体，人不仅可以是环境中污染物传播的受体，也可能是污染源；人体散热也会对人体周围流场以及污染物的传播产生影响，故在进行相关研究时必须有人的参与。但在一些环境相关领域的研究过程中，利用真人进行实验研究从健康安全等角度考虑是不可取的，例如，在进行呼吸模拟及呼吸暴露的研究过程中。

综上，亟需开发一种用来代替真人的模拟人体正常呼吸过程的装置，以评估呼吸暴露水平。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真实人体呼吸过程的模拟装置，以解决上述存在的技术问题。本实用新型的装置，可对人体呼吸特征进行模拟；可用于模拟检测颗粒污染物环境下，人体微环境及呼吸道内颗粒污染物吸入暴露浓度。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种真实人体呼吸过程的模拟装置，包括：

电源驱动模块，用于为所述模拟装置中需供电的部件供电；

参数调节模块，用于输入呼吸频率及呼吸量的调节信号；

嵌入式微控制模块，用于根据参数调节模块输入的调节信号调节输出的PWM控制信号及继电器控制信号，同时用于输出实时的呼吸频率和呼吸量；

PWM控制模块，用于根据嵌入式微控制模块输出的PWM控制信号输出气泵电机的控制信号，调节气泵电机的转速及转向；

显示器，用于接收并显示嵌入式微控制模块输出的实时呼吸频率和呼吸量；

气泵，用于根据气泵电机的转速及转向实现预定呼吸频率及呼吸量的真实人体呼吸过程模拟；所述气泵连通有吸气管和呼气管，吸气管上设置有第一电磁阀，呼气管上设置有第二电磁阀；

继电器，用于根据嵌入式微控制模块输出的继电器控制信号实现第一电磁阀和第二电磁阀的通断；其中，第一电磁阀连通时，第二电磁阀断开；第二电磁阀连通时，第一电磁阀断开。

本实用新型的进一步改进在于，所述电源驱动模块包括：适配器和降压模块；

所述适配器用于连接外部电压，所述适配器输出24V电压供给降压模块、参数调节模块、气泵电机、第一电磁阀和第二电磁阀；

降压模块输出3.3V电压供给嵌入式微控制模块、显示器和继电器。

本实用新型的进一步改进在于，嵌入式微控制模块包括：微处理器STM32单片机及其控制驱动电路；控制驱动电路分别与PWM控制模块、显示器和参数调节模块相连接；用于驱动显示器，用于驱动参数调节模块中的调节按键，也用于控制信号的输出。