JPH0675019B2 - 圧力測定用空気マット及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置 - Google Patents
圧力測定用空気マット及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置Info
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- JPH0675019B2 JPH0675019B2 JP19704989A JP19704989A JPH0675019B2 JP H0675019 B2 JPH0675019 B2 JP H0675019B2 JP 19704989 A JP19704989 A JP 19704989A JP 19704989 A JP19704989 A JP 19704989A JP H0675019 B2 JPH0675019 B2 JP H0675019B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は身体支持装置等に加わる圧力、特にその最大圧
力が加わる位置を測定するための圧力測定用空気マット
及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置に関
するものである。
力が加わる位置を測定するための圧力測定用空気マット
及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置に関
するものである。
(従来の技術及び発明が解決しようとする課題) 例えば、自動車のシート、車椅子のシートあるいはマッ
トレス等の身体支持装置の身体支持特性能の向上を図る
場合には、身体の接触圧力の分布が分かると良く、その
最大値がとこに生ずるかが重要な測定項目となる。
トレス等の身体支持装置の身体支持特性能の向上を図る
場合には、身体の接触圧力の分布が分かると良く、その
最大値がとこに生ずるかが重要な測定項目となる。
従来、このような身体の接触圧力の分布の測定方法とし
ては、例えば多数のロードセルを縦横に配列させて行う
方法があるが、このような方法では、装置が非常に高価
となり、そして大がかりとなってしまうという課題があ
る。
ては、例えば多数のロードセルを縦横に配列させて行う
方法があるが、このような方法では、装置が非常に高価
となり、そして大がかりとなってしまうという課題があ
る。
また、身体の接触圧力を測定する他の簡便な方法とし
て、内側の上下壁に対応する電極を設けた気のうを用い
るものがあり、この方法は、膨張状態の気のうから徐々
に空気を抜いていき、上下の電極が接触した時点の空気
圧により接触圧力を測定するものである。しかしながら
この方法では、気のうを多数縦横に配列させて同時に測
定を行うのは難しく、複数位置での測定には、一々気の
うの位置を変えなければならず、面倒であると共に気の
うの面積が大きいと、その面積に対して平均の接触圧力
しか測定することができず、広い範囲にわたる接触圧力
の分布の測定が困難であり、従って前述した身体の接触
圧力が最大となる位置を測定することも困難である。
て、内側の上下壁に対応する電極を設けた気のうを用い
るものがあり、この方法は、膨張状態の気のうから徐々
に空気を抜いていき、上下の電極が接触した時点の空気
圧により接触圧力を測定するものである。しかしながら
この方法では、気のうを多数縦横に配列させて同時に測
定を行うのは難しく、複数位置での測定には、一々気の
うの位置を変えなければならず、面倒であると共に気の
うの面積が大きいと、その面積に対して平均の接触圧力
しか測定することができず、広い範囲にわたる接触圧力
の分布の測定が困難であり、従って前述した身体の接触
圧力が最大となる位置を測定することも困難である。
本発明は以上の課題を解決し、簡便な装置により身体ま
たはその他の適宜の物体の、支持装置に対する接触圧力
が最大となる位置を容易に測定しうるようにすることを
目的とするものである。
たはその他の適宜の物体の、支持装置に対する接触圧力
が最大となる位置を容易に測定しうるようにすることを
目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 前述した課題を解決するために本発明は、可撓性を有す
る等断面積の連続空気管路を平面状に配設し、その両端
部に空気の出入口を構成した圧力測定用空気マットを要
旨とするものである。この連続空気管路、その一端から
他端に波形に連接した平面状に構成したり、その一端か
ら他端に渦巻状に連接した平面状に構成する等、適宜に
平面状とすることができる。また、この空気マットは上
下のシートを貼りあわせて、可撓性を有する等断面積の
連続空気管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出
入口を構成することができる。
る等断面積の連続空気管路を平面状に配設し、その両端
部に空気の出入口を構成した圧力測定用空気マットを要
旨とするものである。この連続空気管路、その一端から
他端に波形に連接した平面状に構成したり、その一端か
ら他端に渦巻状に連接した平面状に構成する等、適宜に
平面状とすることができる。また、この空気マットは上
下のシートを貼りあわせて、可撓性を有する等断面積の
連続空気管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出
入口を構成することができる。
次に、本発明は、以上の空気マットに、空気供給手段に
より該空気入口から空気を導入して、空気圧の変化と経
過時間を測定し、空気圧が最大となるまでの経過時間か
ら、荷重による最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を
検出する圧力測定方法を要旨とするものである。供給す
る空気は、その流量を一定とすることにより測定を容易
とすることができる。
より該空気入口から空気を導入して、空気圧の変化と経
過時間を測定し、空気圧が最大となるまでの経過時間か
ら、荷重による最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を
検出する圧力測定方法を要旨とするものである。供給す
る空気は、その流量を一定とすることにより測定を容易
とすることができる。
さらに、本発明は、可撓性を有する等断面積の連続空気
管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構
成した圧力測定用空気マットと、該空気マットの空気入
口に連通管を介して接続する空気供給手段と、該空気マ
ットへの供給空気圧を測定する圧力測定手段と、該空気
マットへの空気の供給開始からの経過時間を測定する計
時手段とを設けた圧力測定装置を要旨とする。この空気
供給手段に、空気マットへの空気教給量を一定とする流
量調節手段を設けると良い。
管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構
成した圧力測定用空気マットと、該空気マットの空気入
口に連通管を介して接続する空気供給手段と、該空気マ
ットへの供給空気圧を測定する圧力測定手段と、該空気
マットへの空気の供給開始からの経過時間を測定する計
時手段とを設けた圧力測定装置を要旨とする。この空気
供給手段に、空気マットへの空気教給量を一定とする流
量調節手段を設けると良い。
(作用) 可撓性を有する等断面積の連続空気管路を平面状に配設
し、その両端部に空気の出入口を構成した圧力測定用空
気マットに、空気供給手段により該空気入口から空気を
導入すると、供給された空気は連続空気管路を空気出口
方向に向い、ここから排気される。かかる際、連続空気
管路の一部が、それに加わる荷重の接触圧力により閉塞
していると、空気はここで移動を阻止され、次第に空気
圧が上昇する。このようにして時間の経過と共に空気圧
は次第に上昇し、ある最大圧力に達すると、前記閉塞が
開いて空気の移動が再開する。
し、その両端部に空気の出入口を構成した圧力測定用空
気マットに、空気供給手段により該空気入口から空気を
導入すると、供給された空気は連続空気管路を空気出口
方向に向い、ここから排気される。かかる際、連続空気
管路の一部が、それに加わる荷重の接触圧力により閉塞
していると、空気はここで移動を阻止され、次第に空気
圧が上昇する。このようにして時間の経過と共に空気圧
は次第に上昇し、ある最大圧力に達すると、前記閉塞が
開いて空気の移動が再開する。
しかして後述するように、空気マットの空気入口からの
空気の供給開始から空気圧が最大となるまで、即ち前記
閉塞が開いて空気の移動が再開した時点までの経過時間
と空気マットの空気入口から閉塞位置までの連続空気管
路の距離とは対応関係があり、このため、該経過時間を
測定すれば、かかる対応関係により空気入口から閉塞位
置までの連続空気管路の距離を検出することができ、そ
してかかる距離から、空気マットの平面上に於ける位置
を検出することができる。閉塞位置が複数あり、特に最
大接触圧力の閉塞位置の上流側に、これよりも接触圧力
の小さい閉塞位置があった場合には、まず後者の閉塞位
置に対応して最大圧力が生じるが、かかる閉塞位置を経
た空気が前者の閉塞位置に至ると、圧力は再び上昇する
ようになり、こうして最後の最大圧力が生じた時点まで
の経過時間により前述と同様に最大接触圧力の閉塞位置
を検出することができる。
空気の供給開始から空気圧が最大となるまで、即ち前記
閉塞が開いて空気の移動が再開した時点までの経過時間
と空気マットの空気入口から閉塞位置までの連続空気管
路の距離とは対応関係があり、このため、該経過時間を
測定すれば、かかる対応関係により空気入口から閉塞位
置までの連続空気管路の距離を検出することができ、そ
してかかる距離から、空気マットの平面上に於ける位置
を検出することができる。閉塞位置が複数あり、特に最
大接触圧力の閉塞位置の上流側に、これよりも接触圧力
の小さい閉塞位置があった場合には、まず後者の閉塞位
置に対応して最大圧力が生じるが、かかる閉塞位置を経
た空気が前者の閉塞位置に至ると、圧力は再び上昇する
ようになり、こうして最後の最大圧力が生じた時点まで
の経過時間により前述と同様に最大接触圧力の閉塞位置
を検出することができる。
次に、空気マットの空気入口からの空気の供給開始から
空気圧が最大となるまで、即ち前記閉塞が開いて空気の
移動が再開した時点までの経過時間と、空気マットの空
気入口から閉塞位置までの連続空気管路の距離との対応
関係を説明する。
空気圧が最大となるまで、即ち前記閉塞が開いて空気の
移動が再開した時点までの経過時間と、空気マットの空
気入口から閉塞位置までの連続空気管路の距離との対応
関係を説明する。
まず、空気供給手段の空気ポンプに於いては、流量V
(l/min)と圧力P(Kgf/cm2)との間には一般的に次式
に示すように線形の関係がある。
(l/min)と圧力P(Kgf/cm2)との間には一般的に次式
に示すように線形の関係がある。
V(P)=C1P+C2(C1<0,C2>0) (0≦P≦−(C1/C2)) ……(1) いま、連続空気管路の断面積をSとし、空気入口から距
離Lの位置に閉塞が生じているものと仮定するとボイル
・シャルルの法則から以下に示す式が成り立つ。
離Lの位置に閉塞が生じているものと仮定するとボイル
・シャルルの法則から以下に示す式が成り立つ。
RSL=nRT ……(2) RVdt=dnRT ……(3) (P+dp)SL=(n+dn)RT ……(4) しかして、式(1)〜(3)を式(4)に代入して、
V、n、dnを消去すると、式(5)が得られ、これを解
いて式(6)が得られる。
V、n、dnを消去すると、式(5)が得られ、これを解
いて式(6)が得られる。
但し、C′は積分定数である。
上式(6)は複雑で取扱いにくいので、次に示す操作に
より簡素化する。
より簡素化する。
いうま空気供給手段は、一定流量の空気を空気ポンプに
供給しうるものとすると、供給流量は次式で示すことが
できる。
供給しうるものとすると、供給流量は次式で示すことが
できる。
V(P)=C ……(7) この式(7)と前述の式(2)〜式(4)から次式
(8)が得られ、この式(8)を解いて式(9)を得る
ことができる。
(8)が得られ、この式(8)を解いて式(9)を得る
ことができる。
但し、C′は積分定数である。
式(9)は空気供給手段により一定流量の空気を供給し
た場合に於ける、空気の圧力Pと、空気入口から閉塞位
置までの連続空気管路の距離Lと、最大圧力が生じた時
点までの経過時間tとの対応関係を表しており、このこ
とから、空気マットの空気入口からの空気の供給開始か
ら空気圧が最大となるまで、即ち前記閉塞が開いて空気
の移動が再開した時点までの経過時間tを測定すれば、
前記式(9)によって表される対応関係により空気入口
から閉塞位置までの連続空気管路の距離Lを検出し得る
ことがわかる。尚、空気供給手段により一定流量の空気
の供給は、一般的なポンプと空気マット間に適宜の流量
調節手段を設けることにより、容易に実現できることが
できる。尚、この他比較的取り扱いにくいが前述の式
(6)を利用し、任意の空気供給手段を使用して前述の
検出を行うこともできる。
た場合に於ける、空気の圧力Pと、空気入口から閉塞位
置までの連続空気管路の距離Lと、最大圧力が生じた時
点までの経過時間tとの対応関係を表しており、このこ
とから、空気マットの空気入口からの空気の供給開始か
ら空気圧が最大となるまで、即ち前記閉塞が開いて空気
の移動が再開した時点までの経過時間tを測定すれば、
前記式(9)によって表される対応関係により空気入口
から閉塞位置までの連続空気管路の距離Lを検出し得る
ことがわかる。尚、空気供給手段により一定流量の空気
の供給は、一般的なポンプと空気マット間に適宜の流量
調節手段を設けることにより、容易に実現できることが
できる。尚、この他比較的取り扱いにくいが前述の式
(6)を利用し、任意の空気供給手段を使用して前述の
検出を行うこともできる。
(実施例) 次に本発明の実施例を第1図〜第4図につき説明する。
第1図または第2図に於いて、符号1は空気マットを示
すもので、この空気マット1は可撓性を有する等断面積
の連続空気管路2を平面状に配設し、その両端部に空気
の出入口3,4を構成している。実施例の空気マット1で
は、連続空気管路2は、その一端から他端に波形に連接
して平面状に構成しているが、この他その一端から他端
に渦巻状に連接した平面状に構成する等、等断面積の連
続空気管路を平面状に配設した構成であれば適宜であ
る。またこの空気マット1は、上下のシート5,6を貼り
あわせて、可撓性を有する等断面積の連続空気管路2を
平面状に配設する外、適宜の方法を適用して構成するこ
とができる。そしてこの連続空気管路2は全長を等径と
するのが好ましいが、例えば図の構成のように、折り返
し部7を有する構成のような場合には、その部分は少な
くとも他の径よりも大きくすれば、等しくなくとも良
い。前記連続空気管路2を構成する材質は、内部の空気
圧に対して伸びが少なく、しかも可撓性を有するものが
良く、例えば高重合のPVCシート、ウレタンとPVCの混合
シートまたは網目等をラミネートしたウレタンシート等
を用いることができる。
すもので、この空気マット1は可撓性を有する等断面積
の連続空気管路2を平面状に配設し、その両端部に空気
の出入口3,4を構成している。実施例の空気マット1で
は、連続空気管路2は、その一端から他端に波形に連接
して平面状に構成しているが、この他その一端から他端
に渦巻状に連接した平面状に構成する等、等断面積の連
続空気管路を平面状に配設した構成であれば適宜であ
る。またこの空気マット1は、上下のシート5,6を貼り
あわせて、可撓性を有する等断面積の連続空気管路2を
平面状に配設する外、適宜の方法を適用して構成するこ
とができる。そしてこの連続空気管路2は全長を等径と
するのが好ましいが、例えば図の構成のように、折り返
し部7を有する構成のような場合には、その部分は少な
くとも他の径よりも大きくすれば、等しくなくとも良
い。前記連続空気管路2を構成する材質は、内部の空気
圧に対して伸びが少なく、しかも可撓性を有するものが
良く、例えば高重合のPVCシート、ウレタンとPVCの混合
シートまたは網目等をラミネートしたウレタンシート等
を用いることができる。
次に第2図に於いて符号8は空気供給手段を表したもの
で、この空気供給手段8は、空気ポンプ9、バッファー
タンク10、減圧弁11、絞り12、切替操作バルブ13及び配
管14から構成しており、この空気供給手段8には圧力計
15及び流量計16を設けている。切替操作バルブ13は絞り
12を経た供給空気を、空気マット1に供給するか、外気
に開放するかの切替を行うものである。また、前述のバ
ッファータンク10は、空気ポンプ9からの圧縮空気を一
時貯留し、流量及び圧力を安定化するものである。
で、この空気供給手段8は、空気ポンプ9、バッファー
タンク10、減圧弁11、絞り12、切替操作バルブ13及び配
管14から構成しており、この空気供給手段8には圧力計
15及び流量計16を設けている。切替操作バルブ13は絞り
12を経た供給空気を、空気マット1に供給するか、外気
に開放するかの切替を行うものである。また、前述のバ
ッファータンク10は、空気ポンプ9からの圧縮空気を一
時貯留し、流量及び圧力を安定化するものである。
以上の構成において、空気供給手段8により配管14を介
して空気入口3から空気マット11に空気を導入すると、
供給された空気は連続空気管路2を空気出口4方向に向
い、ここから排気される。かかる空気の供給開始と同時
に計時手段(図示省略)を動作させて計時を開始する。
しかして連続空気管路2の一部17が、それに加わる荷重
の接触圧力により閉塞していると、空気はここで移動を
阻止され、次第に空気圧が上昇する。このようにして時
間の経過と共に空気圧は次第に上昇し、ある最大圧力に
達すると、前記閉塞が開いて空気の移動が再開する。し
かして、最大圧力の発生と、それ迄の経過時間を、夫々
圧力計15及び計時手段により測定し、該経過時間によ
り、空気入口3から閉塞位置17までの連続空気管路2の
距離を検出することができ、そしてかかる距離から、空
気マットの平面上に於ける位置を検出することができ
る。
して空気入口3から空気マット11に空気を導入すると、
供給された空気は連続空気管路2を空気出口4方向に向
い、ここから排気される。かかる空気の供給開始と同時
に計時手段(図示省略)を動作させて計時を開始する。
しかして連続空気管路2の一部17が、それに加わる荷重
の接触圧力により閉塞していると、空気はここで移動を
阻止され、次第に空気圧が上昇する。このようにして時
間の経過と共に空気圧は次第に上昇し、ある最大圧力に
達すると、前記閉塞が開いて空気の移動が再開する。し
かして、最大圧力の発生と、それ迄の経過時間を、夫々
圧力計15及び計時手段により測定し、該経過時間によ
り、空気入口3から閉塞位置17までの連続空気管路2の
距離を検出することができ、そしてかかる距離から、空
気マットの平面上に於ける位置を検出することができ
る。
第4図は、空気マットにおいて、空気入口から各距離に
位置する連続空気管路の対応個所に各重量の錘を乗せ
て、該連続空気管路の対応個所を閉塞した場合に於け
る、空気入口から閉塞位置までの連続空気管路の距離
と、供給開始から最大圧力になる迄の経過時間との関係
を測定した結果を表したもので、この測定結果から、該
経過時間を測定することにより、空気入口から閉塞位置
までの連続空気管路の距離そして、空気マットにおける
対応位置が測定しうることが分かる。
位置する連続空気管路の対応個所に各重量の錘を乗せ
て、該連続空気管路の対応個所を閉塞した場合に於け
る、空気入口から閉塞位置までの連続空気管路の距離
と、供給開始から最大圧力になる迄の経過時間との関係
を測定した結果を表したもので、この測定結果から、該
経過時間を測定することにより、空気入口から閉塞位置
までの連続空気管路の距離そして、空気マットにおける
対応位置が測定しうることが分かる。
(発明の効果) 本発明は以上のとおり、可撓性を有する等断面積の連続
空気管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出入口
を構成して圧力測定用空気マットを構成し、そしてこの
圧力測定用空気マットに、空気供給手段により該空気入
口から空気を導入して、空気圧の変化と経過時間を測定
し、空気圧が最大となるまでの経過時間から、荷重によ
る最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を検出するの
で、この空気マットの上側に支持した人体等の接触圧力
の最大値が、どの個所に生ずるかを簡便に測定すること
ができ、その装置を従来のロードセルを利用したものと
比較して非常に安価に構成することができるという効果
がある。かくして本発明は、例えば、自動車のシート、
車椅子のシートあるいはマットレス等の身体支持装置の
身体支持性能の向上を、人間の感覚に頼っていた従来と
比較して格段に良好に行えるという効果がある。
空気管路を平面状に配設し、その両端部に空気の出入口
を構成して圧力測定用空気マットを構成し、そしてこの
圧力測定用空気マットに、空気供給手段により該空気入
口から空気を導入して、空気圧の変化と経過時間を測定
し、空気圧が最大となるまでの経過時間から、荷重によ
る最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を検出するの
で、この空気マットの上側に支持した人体等の接触圧力
の最大値が、どの個所に生ずるかを簡便に測定すること
ができ、その装置を従来のロードセルを利用したものと
比較して非常に安価に構成することができるという効果
がある。かくして本発明は、例えば、自動車のシート、
車椅子のシートあるいはマットレス等の身体支持装置の
身体支持性能の向上を、人間の感覚に頼っていた従来と
比較して格段に良好に行えるという効果がある。
全図共に本発明の実施例に対応するもので、第1図は圧
力測定用空気マットの平面図、第2図(a)、(b)は
夫々第1図のX−X線、Y−Y線断面図、第3図は測定
装置及び方法を表した全体系統説明図、第4図は第3図
の構成による測定結果の一例図である。 符号1……空気マット、2……連続空気管路、3……空
気入口、4……空気出口、5,6……シート、7……折り
返し部、8……空気供給手段、9……空気ポンプ、10…
…バッファータンク、11……減圧弁、12……絞り、13…
…切替操作バルブ、14……配管、15……圧力計、16……
流量計、17……閉塞位置。
力測定用空気マットの平面図、第2図(a)、(b)は
夫々第1図のX−X線、Y−Y線断面図、第3図は測定
装置及び方法を表した全体系統説明図、第4図は第3図
の構成による測定結果の一例図である。 符号1……空気マット、2……連続空気管路、3……空
気入口、4……空気出口、5,6……シート、7……折り
返し部、8……空気供給手段、9……空気ポンプ、10…
…バッファータンク、11……減圧弁、12……絞り、13…
…切替操作バルブ、14……配管、15……圧力計、16……
流量計、17……閉塞位置。
Claims (8)
- 【請求項1】可撓性を有する等断面積の連続空気管路を
平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構成した
圧力測定用空気マット - 【請求項2】第1項記載の連続空気管路は、その一端か
ら他端に波形に連接した平面状に構成した圧力測定用空
気マット - 【請求項3】第1項記載の連続空気管路は、その一端か
ら他端に渦巻状に連接した平面状に構成した圧力測定用
空気マット - 【請求項4】上下のシートを貼りあわせて、可撓性を有
する等断面積の連続空気管路を平面状に配設し、その両
端部に空気の出入口を構成した圧力測定用空気マット - 【請求項5】可撓性を有する等断面積の連続空気管路を
平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構成した
圧力測定用空気マットに、空気供給手段により該空気入
口から空気を導入して、空気圧の変化と経過時間を測定
し、空気圧が最大となるまでの経過時間から、荷重によ
る最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を検出すること
を特徴とする圧力測定方法 - 【請求項6】可撓性を有する等断面積の連続空気管路を
平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構成した
圧力測定用空気マットに、空気供給手段により該空気入
口から一定流量の空気を導入して、空気圧の変化と経過
時間を測定し、空気圧が最大となるまでの経過時間か
ら、荷重による最大接触圧力での空気管路の閉塞位置を
検出することを特徴とする圧力測定方法 - 【請求項7】可撓性を有する等断面積の連続空気管路を
平面状に配設し、その両端部に空気の出入口を構成した
圧力測定用空気マットと、該空気マットの空気入口に連
通管を介して接続する空気供給手段と、該空気マットへ
の供給空気圧を測定する圧力測定手段と、該空気マット
への空気の供給開始からの経過時間を測定する計時手段
とを設けた圧力測定装置 - 【請求項8】第7項記載の空気供給手段に、空気マット
への空気供給量を一定とする流量調節手段を設けたこと
を圧力測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19704989A JPH0675019B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 圧力測定用空気マット及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19704989A JPH0675019B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | 圧力測定用空気マット及びこの空気マットを用いた圧力測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361806A JPH0361806A (ja) | 1991-03-18 |
| JPH0675019B2 true JPH0675019B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16367864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
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- 1989-07-29 JP JP19704989A patent/JPH0675019B2/ja not_active Expired - Fee Related
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