一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法及控制装置，控制方法包括：步骤S00、进入输出压力控制模式；S10、判断是否第一次进入该模式，如果是，执行步骤S20，否则执行步骤S70；S20、涡轮以预设最低转速对气道充气，同时检测通气时间；S30、判断通气时间是否达到预设通气时间阈值，如果是，则执行步骤S40，否则，执行步骤S20；S40、检测气道内压力值；步骤S50、计算出气道内压力从零气压开始达到预设目标压力P涡轮所需的第二转速；步骤S60、第二转速进行转动，以对气道进行充气；步骤S70、判断气道内压力值是否达到预设目标压力P；步骤S80、进入呼气阶段；步骤S90、判断该模式是否被终止，如果否，进入下一通气周期。

【技术实现步骤摘要】
一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法及控制装置
本专利技术涉及医疗设备领域，更具体的，涉及一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法及其控制装置。
技术介绍
在目前的医疗设备中，为了减小设备体积，同时减小对外界空压机的依赖，使用涡轮作为压缩空气提供方式的呼吸机和麻醉机等医疗设备越来越普及。但是在现有技术中，由于软件控制算法不够好的原因，一般情况下，涡轮始终工作于速度较高的状态下。也就是说，通过额外的高转速来提供多余的输出压力，对于超出目标压力的额外压力，则采用泄气的方式进行平衡。例如，将涡轮转速按照整个涡轮的转速范围由低到高分为4个转速，通过这4个转速所能提供的压力来判断目标压力所应该使用的具体转速。然后在这一转速下保持固定，对于超过了实际的目标压力的额外压力，采用在气道内加入比例阀等泄气装置对输出压力进行调节。以上这种以控制输出压力为目标的涡轮控制方式虽然实现了对输出压力的控制，但是由于在系统中加入了比例阀，导致硬件控制成本较高。同时，由于涡轮始终处于一个相对高速运转的状态，对于这样的机械结构，磨损相对较大，造成了涡轮实际使用时间较短，用户的使用费用比较高。基于上述描述，亟需要一种气道内不需要比例阀等泄气装置对输出压力进行调节的涡轮控制方法及其装置，以解决使用过程中磨损相对较大，造成了涡轮实际使用时间较短，用户的使用费用比较高的问题。
技术实现思路
为解决以上所述问题，本专利技术的目的在于提供一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法及其装置。该方法以控制涡轮的实际转速为目标，根据目标压力的不同，输出合适的涡轮转速，本方法不仅去掉了硬件系统中的比例阀，降低了系统成本，同时，通过实时调节涡轮转速，让涡轮时刻工作在合适的转速下，提高了涡轮的实际使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法，包括以下步骤：步骤S00、麻醉机或呼吸机进入输出压力控制模式；步骤S10、判断单元判断是否为第一次通气周期，如果是，则执行步骤S20，否则，执行步骤S70；步骤S20、所述麻醉机或呼吸机进入第一次通气周期的吸气阶段，控制单元控制涡轮以预设的第一转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制计时装置检测通气时间，并实时获取所述通气时间；步骤S30、所述判断单元判断通气时间是否达到预设通气时间（t1），如果是，则执行步骤S40，否则，执行步骤S20；步骤S40、所述控制单元控制压力传感器检测当前气道内压力值（P1）；步骤S50、数据处理单元根据当前的通气时间t1、当前气道内压力值P1、预设目标压力P、以及从零气压开始达到预设目标压力所需的预设目标通气时间t0，计算出气道内压力从零气压开始达到所述预设目标压力P涡轮所需的第二转速；步骤S60、所述控制单元控制所述涡轮以第二转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制压力传感器检测气道内压力值，并获取所述气道内压力值；步骤S70、判断单元判断步骤S60检测到的气道内压力值是否达到所述预设目标压力P，如果是，则执行步骤S80，否则，执行步骤S60；步骤S80、所述麻醉机或呼吸机进入呼气阶段，控制单元控制涡轮以第一转速进行转动，直至所述呼气阶段结束；步骤S90、所述判断单元判断所述输出压力控制模式是否被终止，如果未被终止，所述麻醉机或呼吸机进入下一通气周期，返回步骤S10；如果被终止，所述输出压力控制模式结束。作为优选，步骤S50中至少包括以下步骤：步骤S51、数据处理单元根据所述预设通气时间t1和步骤S40检测到的气道内压力值P1，通过公式β1=P1/t1计算出该段曲线的斜率β1；步骤S52、数据处理单元根据步骤S20中涡轮运转的预设第一转速，以及步骤S51中计算出的曲线的斜率β1，通过公式β=f(Speed,V)，计算出气道体积V。作为优选，步骤S50中至少还包括以下步骤：步骤S53、数据处理单元根据预设目标压力P和达到所述预设目标压力P所需的预设目标通气时间t0，通过公式β=P/t0求得目标斜率β；步骤S54、数据处理单元根据步骤S52中计算出的气道体积V，再结合步骤S53中计算出的目标斜率β，根据公式β=f(Speed,V)，计算出在预设目标通气时间t0内气道内压力达到预设目标压力P，涡轮所需的最小转速，即第二转速。作为优选，所述第一转速为预设最低转速，所述第一转速小于所述第二转速；进一步的，控制涡轮驱动器输出与第一转速或第二转速对应的电压或电流，控制涡轮以第一转速或第二转速进行转动。作为优选，计算每个涡轮最低转速时，所用到的公式β=f(Speed,V)不同；或者，计算每个涡轮最低转速时，所用到的公式β=f(Speed,V)，通过统计和数据拟合得到。作为优选，涡轮的转速和涡轮驱动器输出的电压或者电流呈一定的线性比例关系。作为优选，所述气道内压力达到目标压力涡轮所需的最小转速通过显示单元显示出来。一种实现权利要求1-7中任一方法的以控制输出压力为目标的涡轮控制装置，包括以下单元：检测单元、所述检测单元至少包括检测气道内压力的压力传感器、以及检测通气时间的计时装置；控制单元、所述控制单元控制涡轮驱动器向涡轮输出与涡轮转速对应的电压或电流，并控制计时装置检测通气时间，以及控制压力传感器检测气道内压力值；判断单元、判断单元判断是否第一次进入输出压力控制模式模式，并判断通气时间是否达到预设通气时间阈值，以及判断检测到的气道内压力值是否达到目标压力；计算单元、计算单元根据检测到的通气时间和气道内压力值，计算出气道体积，并进一步根据预设目标压力和达到预设目标压力所需的预设目标通气时间，结合气道体积，计算出气道内压力达到目标压力涡轮所需的最小转速。作为优选，所述的控制装置还包括显示单元，用于显示气道内压力达到目标压力涡轮所需的最小转速。一种呼吸机或麻醉机，其应用以上所有以控制输出压力为目标的涡轮控制方法。本专利技术的有益效果为，由于本专利技术所用的控制方法以控制涡轮的实际转速为目标，根据目标压力的不同，控制器控制涡轮输出合适的涡轮转速，通过实时调节涡轮转速，让涡轮时刻工作在合适的转速下，由于涡轮不再处于相对高速运转的状态，则磨损相对较小，延长了涡轮的实际使用寿命，降低了用户的使用费用。由于本方法去掉了硬件系统中的比例阀，所以进一步的降低了系统成本。由于本方法首先通过预通气一定时间，并多次根据公式β=f(Speed,V)，求得在t0时间内压力达到目标压力P所需要的目标转速Speed，在以后的通气中，直接以第一次通气计算得出的涡轮目标转速Speed进行通气即可，所以非常方便。由于在呼气阶段，涡轮转速降低为基础最低转速Speed1，Speed1的值非常小，所以可以进一步的减少涡轮的磨损。由于涡轮的转速Speed和控制器控制驱动器输出的电压或者电流呈一定的线性比例关系，所以，可以通过控制器对驱动器的控制实现对涡轮转速的间接控制，操作方便。附图说明图1为本专利技术提供的以控制输出压力为目标的涡轮控制方法的流程图；图2为本专利技术提供的实现图1所述方法的供气系统的结构示意图；图3为本专利技术提供的通气过程中压力-时间关系示意图。图中：1、控制器；2、涡轮驱动器；3、涡轮；4、单向膜片；5、模拟肺；6、吸气阀；7、呼气阀；8、气路管道；9、压力传感器。具体实施方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以控制输出压力为目标的涡轮控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S00、麻醉机或呼吸机进入输出压力控制模式；步骤S10、判断单元判断是否为第一次通气周期，如果是，则执行步骤S20，否则，执行步骤S70；步骤S20、所述麻醉机或呼吸机进入第一次通气周期的吸气阶段，控制单元控制涡轮以预设的第一转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制计时装置检测通气时间，并实时获取所述通气时间；步骤S30、所述判断单元判断通气时间是否达到预设通气时间t1，如果是，则执行步骤S40，否则，执行步骤S20；步骤S40、所述控制单元控制压力传感器检测当前气道内压力值P1；步骤S50、数据处理单元根据当前的通气时间t1、当前气道内压力值P1、预设目标压力P、以及从零气压开始达到预设目标压力所需的预设目标通气时间t0，计算出气道内压力从零气压开始达到所述预设目标压力P涡轮所需的第二转速；步骤S60、所述控制单元控制所述涡轮以第二转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制压力传感器检测气道内压力值，并获取所述气道内压力值；步骤S70、判断单元判断步骤S60检测到的气道内压力值是否达到所述预设目标压力P，如果是，则执行步骤S80，否则，执行步骤S60；步骤S80、所述麻醉机或呼吸机进入呼气阶段，控制单元控制涡轮以第一转速进行转动，直至所述呼气阶段结束；步骤S90、所述判断单元判断所述输出压力控制模式是否被终止，如果未被终止，所述麻醉机或呼吸机进入下一通气周期，返回步骤S10；如果被终止，所述输出压力控制模式结束。...

【技术特征摘要】
1.一种以控制输出压力为目标的涡轮控制装置，其特征在于，包括以下单元：检测单元：所述检测单元至少包括检测气道内压力的压力传感器，以及检测通气时间的计时装置；控制单元：所述控制单元控制涡轮驱动器向涡轮输出与涡轮转速对应的电压或电流，并控制计时装置检测通气时间，以及控制压力传感器检测气道内压力值；判断单元：判断单元判断是否为第一次通气周期,判断输出压力控制模式是否被终止，并判断通气时间是否达到预设通气时间阈值，以及判断检测到的气道内压力值是否达到目标压力；数据处理单元：数据处理单元根据检测到的通气时间和气道内压力值，计算出气道体积，并进一步根据预设目标压力和达到预设目标压力所需的预设目标通气时间，结合气道体积，计算出气道内压力达到目标压力涡轮所需的最小转速。2.根据权利要求1所述的以控制输出压力为目标的涡轮控制装置，其特征在于：还包括显示单元，用于显示气道内压力达到目标压力涡轮所需的最小转速。3.根据权利要求1所述的以控制输出压力为目标的涡轮控制装置，其特征在于：所述以控制输出压力为目标的涡轮控制装置执行以下步骤以控制输出压力：步骤S00：麻醉机或呼吸机进入输出压力控制模式；步骤S10：判断单元判断是否为第一次通气周期，如果是，则执行步骤S20，否则，执行步骤S70；步骤S20:所述麻醉机或呼吸机进入第一次通气周期的吸气阶段，控制单元控制涡轮以预设的第一转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制计时装置检测通气时间，并实时获取所述通气时间；步骤S30:所述判断单元判断通气时间是否达到预设通气时间t1，如果是，则执行步骤S40，否则，执行步骤S20；步骤S40:所述控制单元控制压力传感器检测当前气道内压力值P1；步骤S50:数据处理单元根据当前的通气时间、当前气道内压力值P1、预设目标压力P、以及从零气压开始达到预设目标压力所需的预设目标通气时间t0，计算出气道内压力从零气压开始达到所述预设目标压力P涡轮所需的第二转速；步骤S60:所述控制单元控制所述涡轮以第二转速进行转动，以对气道进行充气，同时所述控制单元控制压力传感器检测气道内压力值，并获取所述气道内压力值；步骤S70:判断单元判断步骤S60检测到的气道内压力值是否达到所述预设目标压力P，如果是，则执行步骤S80，否则，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，
申请(专利权)人：北京谊安医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11