自动混合呼吸测量仪的开发与验证

呼吸测量技术通过测量和解析氧利用速率(OUR)能够反映活性污泥微生物代谢状态、监控废水处理工艺运行状况、获取反应动力学参数和污水组分参数。混合呼吸测量原理即是为满足这些应用而提出的具有高测试精度和频率的OUR测试方法。依据该原理,本研究提出了一种新的具体实现形式。实验证实,所研制的自动混合呼吸测量仪通过测量室的设计解决了流速和流态差异对DO电极测量值的影响,通过温控和磁力搅拌系统实现了系统整体恒温,通过测试软件开发,减小了干扰,提高了测试精度,实现了测量过程可视化。实用结果表明,自动混合呼吸测量仪具有很好的精度和长期稳定性,有较好的应用前景,值得进行深入研究。

呼吸测量法测定废水中活性异养菌COD组分

废水中的活性异养菌（XH）会影响废水生物处理过程动力学，过程模拟需要对其定量表征。通过2种方法对城市污水中XH进行呼吸测量，分别结合XH最大比呼吸速率参数（P方法）和细胞生长过程模型拟合（F方法）测定其中的XH-COD组分。结果表明，F方法的测量结果是P方法的0.6-0.9倍，两者存在一定的相关性；对于含高XH、低易生物降解基质（RBCOD）的废水，呼吸测量得不到明显的呼吸速率指数上升段，影响F方法的测定结果，水样稀释和外加RBCOD是可行的改进办法。使用P方法得到某城市污水厂进水的XH-COD占总COD的23%-46%（平均31%），高于多数文献报道结果。

废水生物处理中的呼吸测量技术进展

氧气的消耗是废水好氧生物处理中最主要的生物响应,呼吸测量技术能够获得微生物的氧利用速率,是废水生物处理理论研究和工艺运行管理的重要手段.通过对呼吸测量技术进展的回顾,评价了每种方法的优缺点,重点介绍了理想混合型呼吸仪的基本原理,分析了该呼吸仪在实现上的困难,讨论了简易混合呼吸仪的缺陷,提出了通过设计新的反应器系统和温度控制系统来开发具有更高测试精度的混合呼吸仪,并给出了初步的研究结果.

污水生物处理系统中呼吸测量技术的研究进展

随着污水生物处理系统中水质监测要求的不断提高,研究开发性能好、可靠性高的呼吸测量技术越来越受到重视,其成果对污水生物处理过程的监测和控制具有非常重要的意义。综述了近年来污水生物处理领域呼吸测量技术的研究发展,阐述了3类主要的呼吸测量技术,介绍了各类呼吸测量技术的原理、特点、应用状况及其优缺点,提出了目前呼吸测量技术存在的主要问题,并对其在污水生物处理领域的发展前景进行了展望,旨在为呼吸测量技术的进一步研究发展提供参考。

用于呼吸测量的超声旋涡流量计研制

本文根据ｋａｒｍａｎ旋涡的理论研制了超声旋涡流量计，它由超声发射器、超声旋涡传感器、超声接受器、检波器、放大器和Ｓｃｈｍｉｔｔ触发器等部分组成，其输出是方波信号。该流量计可以测量１３．８～２４６３．０ｍｌ／ｓ的双向气体流量，最大流量时的压力损失不大于１．６ｋＰａ，，适用于呼吸通气功能的测定与监护。

密闭容器中小鼠呼吸测量方法

目的建立一种密闭容器中小鼠呼吸测量方法。方法将小鼠放进直接连接压力换能器的密闭容器中,当小鼠呼吸时,肺的扩张和收缩改变了密闭容器的压力,压力换能器将密闭容器内气体压力的变化信号引导至信号分析系统从而描记出曲线。结果测量出小鼠缺氧全程密闭容器的压力-时间曲线变化图以及呼吸频率和呼吸幅度的变化数据。结论该描记方法顺应和符合小鼠的肺通气过程,由压力换能器描记出的曲线基本上可以代表小鼠的呼吸状况,是一种简单有效的在密闭容器中测量小鼠呼吸的方法。

可穿戴呼吸测量系统的开发

针对呼吸类疾病患者的呼吸状态监控需求,设计提出一款可穿戴呼吸测量系统。该系统基于热式流量传感器,可实现呼吸信号的采集,系统可穿戴,易于推广普及;采用基于线性回归的标定算法,可自动识别数据阶次,选择拟合曲线,提高测量精度;验证了测量系统设计方案的可行性,对比了不同方案下传感器的输出结果,并进行实际呼吸测试;提出一套人体呼吸特征参数计算方法,可获得呼吸频率、潮气量等肺容量参数,以利于后续医疗分析。实验表明,该呼吸测量系统可以解决人体呼吸状态的实时监控问题,在呼吸医疗领域有较好的应用前景。

基于气压传感器的智能口罩呼吸测量技术研究

主要研究可穿戴设备智能口罩的呼吸测量方案和技术,即以气压传感器HP203B为检测元件,以STM32系列MCU为核心运算处理器,对智能口罩内部压力数据进行实时采集,并采用最小二乘法对原始数据进行平滑滤波处理,处理后的数据经过峰值谷值的计算和分析得出呼吸频率、波动、暂停等各项参数。现以智能口罩为具体研究对象,详细给出硬件电路、处理算法和嵌入式软件的设计方法,并通过MATLAB的sgolay函数计算最小二乘多项式平滑法的矩阵,最后结合实际产品给出部分测试数据和结果。

呼吸测量

当被检查者感到呼吸紧迫、费力、气短或“气不够用”，均为呼吸闲难的表现。一般将呼吸频率〉24次／分称为呼吸过速，〈12次／分称为呼吸过缓，呼吸幅度一般为潮气量500ml左右，超过此量为呼吸加深，低于此量为呼吸变浅。如果呼吸过深过快，称为Kussmaul呼吸，见于代谢性酸中毒；若呼吸浅而快或浅而慢，见于胸腔积液或镇静药中毒。

应用呼吸-滴定测量监测硝化动态过程

将pH值在线监测与药品自动投加系统与已开发的混合呼吸测量仪集成,组成自动呼吸-滴定测量仪,同时测定废水生物处理过程氧气利用速率(OUR)和质子变化速率(HVR).对活性污泥硝化过程定时测定NH4+-N浓度,比较其与基于HVR或OUR预测的NH4+-N浓度间的一致程度,评估自动滴定测量装置测试硝化过程动态的性能.结果表明,在初始NH4+-N浓度分别为20,25mg/L的间歇试验中,实测值数组与基于OUR的预测值数组间的相关系数分别为0.9967和0.9972,与基于HVR的预测值数组间的相关系数分别为0.9991和0.9992,表明OUR和HVR均能及时准确地反映硝化过程的动态特性.

介绍一种清醒小鼠呼吸简易测量法

国内描记动物呼吸的方法很多,但一般均需较大动物且方法复杂,多需麻醉.我们用GJY-2型小鼠呼吸运动换能仪(下简称呼吸仪)描记清醒小鼠的呼吸频率和幅度,取得较好效果.1材料LMS-2B型二道生理记录仪(简称记录仪),成都仪器厂生产.呼吸仪,张家港科技仪器厂生产.昆明种健康小鼠,(?)(?)兼用,体重24～30g,由我院实验动物中心提供.所用药品均为市售注射剂.

CT-MPR呼吸道测量在阻塞性睡眠呼吸暂停综合征上呼吸道狭窄定位诊断中的意义

目的探讨CT-MPR呼吸道测量在阻塞性睡眠呼吸暂停综合征上呼吸道狭窄定位诊断中的意义。方法选取2012年5月~2014年4月我院接收的43例阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者为实验1组,33例阻塞性睡眠呼吸暂停发作时上呼吸道狭窄患者为实验2组,另选取43例健康人为对照组。经螺旋CT对所有患者自鼻咽顶部至环状软骨下缘进行平扫检测,同时采用MPR图像处理技术对所有患者上呼吸道的4个平面的横截面积、前后径等指标进行测量,观察对比对照组与实验1组及实验2组的上呼吸道测量数值。结果实验1组的舌后区、悬雍垂区及软腭后区的横截面积比对照组小,差异有统计学意义（P〈0.05）;实验1组4个平面左右径均比对照组小,差异有统计学意义（P〈0.05）;实验1组的悬雍垂区前后径比对照组小,差异有统计学意义（P〈0.05）;实验1组4个平面的咽侧壁软组织厚度比对照组大,差异有统计学意义（P〈0.05）;实验1组两个平面（悬雍垂区、软腭后区）咽后壁软组织厚度比对照组大,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论 CT-MPR呼吸道测量对确定阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的上呼吸道狭窄部位极其有益,具有极高的诊断价值,值得推广应用。

聚焦超声手术目标定位中的呼吸幅度测量

聚焦超声手术是一种非常有前途的微损伤手术技术。目标定位是决定手术成功与否的重要方面。在平静状态时 ,呼吸运动是影响手术目标定位的主要因素。为了分析呼吸幅度与目标运动之间的关系 ,研制了一套呼吸幅度测量系统。该系统主要包括呼吸幅度传感器、信号调理与放大电路、数据采集卡以及计算机等组成。该系统通过测量人体胸廓周径随呼吸运动的变化来获得呼吸幅度。同时 ,为了检验所研制系统的可行性 ,另外设计了一套系统 ,该系统通过医学超声图像计算膈随呼吸运动的位置变化来获得呼吸幅度。两套系统对处于平静呼吸状态的受试者进行了同步数据采集 ,经过对两套数据预处理并做互相关运算 ,得到互相关系数为0 976 5 ;同时计算得到膈的最大运动范围为 13 88mm ,在正常范围内。

基于ADXL355加速度传感器的人体呼吸位移测量

目的 :探索高精度加速度传感器用于人体呼吸位移测量的可行性。方法 :以高精度加速度传感器ADXL355为核心器件,设计低功耗、高精度无线加速度采集系统。结合呼吸运动的频率特征,基于加速度二次积分可计算位移的原理,设计2种准周期微弱运动的位移测量算法。结果:仿真实验表明,设计的二次加速度积分呼吸位移求解算法有效。实验结果表明所设计的采集系统和算法能够计算出人体的呼吸位移。结论:高精度加速度传感器可用于人体呼吸位移的测量,为人体呼吸位移测量提供了新方法。

纤维鼻咽喉镜和上呼吸道CT测量在阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征上呼吸道狭窄定位诊断中的应用

目的:探讨纤维鼻咽喉镜和上呼吸道CT测量在阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)上呼吸道狭窄定位诊断中的应用。方法:选取2018年01月至2018年12月其间收集本院经睡眠多导图(PSG)监测及专科检查确诊为阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者80例,比较纤维鼻咽喉镜、CT检测OSAHS患者上呼吸道狭窄定位诊断。结果:软腭、悬雍、舌后及会厌平面面积CT测量结果均显著低于纤维鼻咽喉镜(P<0.05);软腭平面左右径、软腭平面前后径、悬雍平面前后径、舌后平面前后径及会厌平面前后径CT测量结果均明显低于纤维鼻咽喉镜(P<0.05);上呼吸道狭窄定位于软腭+悬雍、悬雍+舌后、舌后+会厌及、软腭+悬雍+舌后的CT诊断ROCAUC分别高于纤维鼻咽喉镜(P<0.05)。结论:两种方法均可明确OSAHS患者上呼吸道平面变化,CT对多平面狭窄诊断的准确率更高。

集成呼吸测量功能AFE简化ECG设计

日前,德州仪器（TI）推出业界首批支持片上呼吸阻抗测量的全面集成型模拟前端（AFE）ADS1298R,该芯片基于TI的ADS1298,其24位AFE集成了40多个分立组件,简化了便携式心电图（ECG）设备中呼吸检测功能的实现,并将组件数量锐减97%。

活性污泥模型碳氧化过程参数的呼吸法估计

以自行开发的混合呼吸仪对异养菌好氧降解有机物过程进行呼吸测量,结合数学拟合分别对实验室污泥和污水处理厂污泥碳氧化过程模型参数进行了识别与估计。结果表明,2种污泥各自3个组合参数估计值的变动系数CV分别在13%以内和8%以内,单参数估计值的CV分别在25%以内和10%以内,混合呼吸仪高的测试频率和测量精度能够改善参数估计精度。呼吸测量实验初始基质浓度和污泥浓度通过影响呼吸速率曲线特性(信息含量)而影响参数估计的精度,是此类实验中需要重点优化的条件。

用于呼吸暂停综合症的呼吸监测系统的研制

睡眠呼吸暂停综合征(Sleep Apnea Syndrome,SAS)是一种发病率高,具有潜在危险性的疾病。其分析诊断主要依赖于多参数自动监测仪,其中呼吸参数是重要的检测参数。本文研究了基于温感式检测法的检测原理,分析了传感器的动态特性,探讨了干扰产生的原因,提出了干扰的抑制方法,设计了相关的检测电路和数据采集电路,实现了呼吸参数的检测。