Espirometro

Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba

CALIBRACIÓN DE TRANSDUCTORES Y SENSORES DE
PRESIÓN DIFERENCIAL
N. Toledo, J. De la Peña, J. Folgueras, H. Yur.
Instituto Central de Investigación Digital (ICID)
Calle 202 No. 1702, 11600 Havana, Cuba.
Tel. (53 7) 219731, Fax: (53 7) 336387
naty@cyt.icid.edu.cu

RESUMEN
En eldesarrollo de equipos Biomédicos se utilizan
transductores y sensores para obtener las señales
primarias, con el objetivo de convertirlas en voltajes
analógicos y digitales para su procesamiento y
tratamiento con ayuda de la electrónica digital.
En el presente trabajo se tratan los aspectos
relacionados con la calibración y modelación de
transductores de flujo-presión diferencial y desensores de presión diferencial utilizados en el
desarrollo de espirómetros.
La calibración y modelación de dispositivos se realiza
para verificar primeramente sus Especificaciones
Técnicas, verificar la instalación experimental de
laboratorio y probar los mismos en su total gama de
trabajo, en condiciones análogas a las de explotación.
Se sugiere una metodología para realizar lasobservaciones, para el procesamiento de las tablas de
datos y su resumen para la obtención de las
ecuaciones de trabajo, para incorporarlas al software
(SW) del equipo. Se discuten los resultados
obtenidos.
Palabras clave: espirómetros, sensores de presión
diferencial, transductores de flujo presión diferencial.

1. INTRODUCCIÓN
Los espirómetros se dividen en dos grandes grupos en
dependencia de laseñal primaria que midan, ya sea
volumen o flujo. Los espirómetros de volumen son los que
obtienen el volumen ventilatorio directamente y por
diferenciación el flujo ventilatorio. Los espirómetros de
flujo son los que obtienen directamente el flujo ventilatorio
y el volumen por integración del flujo ventilatorio [1].
La Sociedad Torácica Americana (S.T.A.) sugiere en sus
RecomendacionesNormalizativas de Espirometría [2, 3]
la estructura básica de los espirómetros. En el ICID se
desarrollan los espirómetros de flujo. El diagrama en
bloques simplificado de la arquitectura de un espirómetro
de flujo se representa en la Figura 1. Éstos constan de un
transductor de flujo presión diferencial, un sensor de
presión diferencial, conversor A/D de 12 bits y un
dispositivo deprocesamiento computadorizado que incluye
hardware y software.
Flujo

Transductor de
flujo

Presión
Dif.

Sensor de
Presión
diferencial

Conversor
Voltaje
analógico A/D
HW y SW

Fig. 1 Diagrama en bloques simplificado de la arquitectura de un
espirómetro de flujo

Los transductores de flujo presión diferencial y sensores de
presión diferencial comerciales no siempre portan lainformación técnica necesaria para verificar su
comportamiento en la gama de las mediciones requeridas.
Fue necesario establecer una metodología para realizar de
forma experimental las mediciones de parámetros tales
como: flujo, presión diferencial, voltaje analógico y la
obtención de tablas de datos que reflejen el
comportamiento de los mismos.
A partir de las tablas de datos se realiza elprocesamiento
de la información para inicialmente verificar si la
instalación de Laboratorio experimental cumple con los
requerimientos del fabricante. Esta verificación posibilita
posteriormente la obtención de tablas de datos en toda la
gama de trabajo de los transductores y sensores, con la
finalidad de obtener las ecuaciones de trabajo de estos
dispositivos e incorporarlas al firmware delespirómetro.

2. REQUERIMIENTOS A LOS
TRANSDUCTORES Y SENSORES
Como requerimientos básicos de la Sociedad Torácica
Americana (S.T.A.) [3], para los espirómetros de flujo se
tienen:
• Deben garantizar las mediciones de flujo en la gama
de 0 ± 12 L/s, con exactitud de 0,2 L/s
• Los sensores de presión diferencial deben ser
lineales, con compensación de temperatura y medir
en la gama de ±...