呼吸机调压系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种呼吸机调压系统的控制方法及系统，该方法步骤如下：运算系统接收一输入电压，压力传感器采集涡轮风机的输出压力，并将数据反馈至运算系统，运算系统进行运算处理后输出电机控制电压至控制系统，控制系统根据电机控制电压控制涡轮风机的转速，以控制涡轮风机的输出压力。本发明专利技术采用涡轮风机输出的空气压力为反馈的闭环控制，不产生类似PID控制的积分累积，电机响应迅速，极大地提高了呼吸机的响应时间和舒适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗器械领域，特别是涉及一种呼吸机调压系统及控制方法。
技术介绍
在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。呼吸机是一种以输出一定压力或流速的空气为目的的，辅助呼吸功能不全或因特殊情况无法自主呼吸的患者呼吸的医疗器械。以电机为动力的涡轮风机是呼吸机为主要部件，因此电机控制系统是整个呼吸机系统最为关键的系统之一。在呼吸机的控制系统中，电机的控制通常采用以涡轮输出压力或者电机转速为负反馈的闭环控制，PID控制是该类型控制最常用的控制方法。软件PID控制技术是一种闭环控制，通常以涡轮风机的转速，输出空气压力或流量为负反馈，然而，由于电机转动惯性以及空气的弹性等特征，反馈信号的输出存在较长的延时，容易造成PID积分项的累积，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸机调压系统，其特征在于，包括供电系统、运算系统、控制系统、压力传感器和涡轮风机；所述供电系统分别与所述运算系统、控制系统、压力传感器和涡轮风机相电连；所述运算系统、控制系统和涡轮风机依次相连接；所述压力传感器设置在所述涡轮风机的出风口处，所述压力传感器与所述运算系统相连接；所述运算系统输入端接收一输入电压V，所述输入电压V对应一输入压力P；所述压力传感器采集所述涡轮风机的输出压力P0后，输出电压V1并反馈至所述运算系统；所述运算系统接收所述压力传感器的输出电压V1，通过所述运算系统运算处理后输出电机控制电压Vout；所述控制系统输入端接收所述电机控制电压Vout，经所述控制系统检测处理...

【技术特征摘要】
1.一种呼吸机调压系统，其特征在于，包括供电系统、运算系统、控制系
统、压力传感器和涡轮风机；所述供电系统分别与所述运算系统、控制系统、压
力传感器和涡轮风机相电连；所述运算系统、控制系统和涡轮风机依次相连接；
所述压力传感器设置在所述涡轮风机的出风口处，所述压力传感器与所述运算系
统相连接；
所述运算系统输入端接收一输入电压V，所述输入电压V对应一输入压力P；
所述压力传感器采集所述涡轮风机的输出压力P0后，输出电压V1并反馈至所述
运算系统；所述运算系统接收所述压力传感器的输出电压V1，通过所述运算系
统运算处理后输出电机控制电压Vout；所述控制系统输入端接收所述电机控制
电压Vout，经所述控制系统检测处理后，所述控制系统输出端输出电机转速控
制信号至所述涡轮风机，通过所述电机转速控制信号控制所述涡轮风机的转速，
以调节所述涡轮风机的输出压力P0。
2.根据权利要求1所述的呼吸机调压系统，其特征在于，所述运算系统包
括接收单元、还原单元和运算单元，所述接收单元接收所述压力传感器的输出电
压V1，所述接收单元对输出电压V1进行处理后输出电压V1＇至所述还原单元；
所述还原单元将输出电压V1＇随所述涡轮风机的输出压力P0的变化率还原成与
电机控制电压Vout随所述涡轮风机的输出压力P0的变化率相一致的信号，所述
还原单元还原后得到输出电压V4，并将输出电压V4输送至所述运算单元；所述
运算单元接收输入电压V，并对输入电压V进行放大处理后，得到输出电压V5，
所述运算单元对输出电压V5和输出电压V4以及偏移电压Vm_min作加减法运算
处理后，输出电机控制电压Vout。
3.根据权利要求2所述的呼吸机调压系统，其特征在于，所述还原单元包
括还原单元一、还原单元二和还原单元三，所述还原单元一修正输出电压V1＇，
并输出电压V2至所述还原单元二，所述还原单元二对输出电压V2作缩放处理后
输出电压V3至所述还原单元三，所述还原单元三将所述输出电压V3随所述涡轮

\t风机的输出压力P0的变化率还原成与所述电机控制电压Vout随所述涡轮风机的
输出压力P0的变化率相一致的信号，还原后输出电压V4。
4.根据权利要求2所述的呼吸机调压系统，其特征在于，所述运算单元包
括运算单元一和运算单元二，所述运算单元一对输入电压V进行放大处理后输出
电压V5，所述运算单元二对输出电压V5和输出电压V4以及偏移电压Vm_min作
加减法运算处理后，输出所述电机控制电压Vout。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的呼吸机调压系统的控制方法，其特征
在于，包括如下步骤：
(1)运算系统输入端接收一输入电压V，所述输入电压V对应一输入压力P；
(2)压力传感器采集涡轮风机的输出压力P0，且所述压力传感器对应输出
电压V1并反馈至所述运算系统；
(3)运算系统的接收单元接收所述压力传感器的输出电压V1，所述接收单
元对所述输出电压V1进行处理后输出电压V1＇至所述运算系统的还原单元；
(4)所述还原单元将输出电压V1＇随所述涡轮风机的输出压力P0的变化率
还原成与电机控制电压Vout随所述涡轮风机的输出压力P0的变化率相一致的信
号，经所述还原单元还原后得到输出电压V4，并将所述输出电压V4输送至所述
运算系统的运算单元；
(5)所述运算单元接收所述输入电压V，且所述运算单元对所述输入电压V
进入放大处理后，得到输出电压V5，所述运算单元再对所述输出电压V5和所述
输出电压V4以及偏移电压Vm_min作加减法运算处理后，输出电机控制电压
Vout；
(6)所述控制系统输入端接收所述电机控制电压Vout，经所述控制系统检
测处理后，所述控制系统输出端输出电机转速控制信号至所述涡轮风机；
(7)所述涡轮风机根据所述电机转速控制信号，控制所述涡轮风机的转速，
以控制所述涡轮风机的输出压力P0。
6.根据权利要求5所述的呼吸机调压系统的控制方法，其特征在于，当所
述涡轮风机的输出压力P0不等于输入压力P时，所述运算系统根据所述压力
传感器反馈的输出电压V1，调节输出的电机控制电压Vout的电压值，来调节所
述控制系统输出的电机转速控制信号，以改变所述涡轮风机的转速从而改变所述
涡轮风机的输出压力P0，直到输出压力P0等于输入压力P；
当所述涡轮风机的输出压力P0等于输入压力P时，所述运...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴征，刘炜，徐勤鹏，
申请(专利权)人：湖南明康中锦医疗科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43