随吸供氧制氧机制造技术

本发明专利技术公开了一种随吸供氧制氧机，在制氧机中使用超声波气体传感器作为检测人体吸气或呼吸的检测元件，控制单元根据超声波气体传感器检测到的与人体吸气相对应的数据，使氧气产生单元只在人体吸气时才通过输氧管路给人体提供氧气、而在其它时间不给人体提供氧气，从而实现随吸供氧。本发明专利技术的优点是：以廉价且控制简单方便的全新技术手段实现了制氧机的随吸供氧，进而大幅降低了制氧机的成本、体积、重量、能耗以及噪音，提高了便携性，真正做到了物美价廉，使制氧机能得到更广泛的推广应用。

Oxygen generator with suction

The invention discloses a suction oxygen supply with oxygen, the use of ultrasonic gas sensor as the detecting element for detecting human breathing or breathing in oxygen making machine, the control unit according to the ultrasonic gas sensor to detect the corresponding human inhalation data, so that the oxygen generating unit only in the human body breathe through the body to provide oxygen oxygen pipeline and in the other time the body to provide oxygen, thus with oxygen absorption. The advantages of the invention are: new technology means cheap and simple and convenient control is realized with the suction oxygen oxygen machine, which greatly reduces the oxygen cost, volume, weight, power consumption and noise, improve the portability, truly high quality and inexpensive, the oxygen generator can be applied more widely.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到能提供氧气的制氧机领域。
技术介绍
制氧机是一种医疗和保健产品，它能为需要的人们提供氧气。目前所使用的制氧机以供氧方式来分，主要有以下二种形式：一是只能持续供氧的制氧机。这种制氧机工作时不管人体的呼吸状态，持续不断地以某个设定流量输送氧气给人体，即使在人体呼气不需要氧气时也不停止氧气的输送。因此，很多时候所供应的氧气被白白浪费了，所供氧气的利用率非常低。二是能进行随吸供氧的制氧机。这种制氧机工作时会始终检测人体的呼吸状态，并且只在人体吸气阶段的早期才输送氧气给人体，而在其它时间则不会输出氧气。这种方式的制氧机其所供氧气的利用率非常高，几乎不存在浪费。若再以人体吸氧的方式来分，则有插鼻管或出氧口位于鼻孔附近的开放式吸氧，以及戴面罩的密封式吸氧二种方式。出于舒适性考虑，一般都采用开放式吸氧方式。能以随吸供氧方式进行供氧的制氧机通过只在人体吸气早期供应氧气，能将达到同样治疗效果所需的供氧量降低到持续供氧方式的1/4～1/6左右。这是因为：一、人体的吸呼比一般是1:1.5～1:2，即吸气时间大约仅占整个呼吸周期的33%～40%；二、正常人体的潮气量是500毫升左右，人体的呼吸管路（如气管等）中不参与气体交换部分的容积为150毫升左右（这部分容积又称生理无效腔）。当人体吸气时，首先进入肺部肺泡的是上次呼气时停留在呼吸管路中的废气。人体每次所吸入的500毫升左右的气体中，只有350毫升左右进入肺部，还有150毫升左右停留在呼吸管路中。也就是说，以500毫升潮气为例，进入肺泡的比率大约为70%。三、上述350毫升左右进入肺部肺泡的气体，最后0.3秒进入的气体部分，无法完全完成气体交换就被排出肺部，其利用率大大降低。并且，随着呼吸周期的缩短，这部分气体所占的比例会大大增加。以每分钟12～20次的呼吸频率、1:1.5～1:2的吸呼比计算，每次吸气时间为1～2秒左右。350毫升左右进入肺泡的气体中，人体能充分全部利用的部分最高为85%左右，最低为70%左右。四、当人体吸入氧浓度约为21%左右的大气时，人体完成正常气体交换需要0.3秒左右的时间。而当人体要充分利用制氧机输出的、混合浓度可能达到30%左右的高浓度氧气时，就需要有更长的气体交换时间，因此，350毫升左右进入肺泡的气体中，人体能充分利用的部分会比上述70%～85%更低。综合上述数据，持续供氧时氧气的利用率最多为16.2%～23.8%，也就是大约1/4～1/6。目前所广泛使用的持续供氧的制氧机包括：控制制氧机工作的控制单元、氧气产生单元、流量调节装置和将氧气产生单元提供的氧气输送给人体的输氧管路，氧气产生单元通常包含产生氧气的制氧单元、储存氧气的储气罐组件等；在持续供氧制氧机的输氧管路上设置有流量调节装置，有的还设置有用于测量氧气浓度的氧浓度传感器，或者还设置有用于测量氧气流量的流量传感器，以及增加氧气湿度的湿化瓶。使用时，通常将输氧管路的外端连通至人体的鼻孔，氧气产生单元输出的高压氧气经流量调节装置调节流量后，通过输氧管路持续不断地为人体提供氧气。在此过程中，氧浓度传感器和流量传感器将检测到的氧气浓度和流量的数据传送给控制单元，由控制单元对这些数据进行处理。当供氧浓度低于设定值时，控制单元会有报警信号进行报警。上述持续供氧的制氧机的优点是控制简单。缺点是：一、体积庞大、重量较重，不便于携带，而且能耗很大、噪音也较大；另外，由于在人体呼气时输氧管路依然不停地输出氧气，一方面使得用户舒适性欠佳，另一方面还会造成氧气浪费严重。二、由于制氧机输出的氧气量较大并且十分干燥，所以需要配备湿化瓶对输出的氧气进行加湿处理，这进一步增加了设备成本。目前所使用的随吸供氧的制氧机包括：控制制氧机工作的控制单元、氧气产生单元、将氧气产生单元提供的氧气输送给人体的供氧单元，能检测人体呼吸的检测元件；氧气产生单元通常包括产生氧气的制氧单元、储存氧气的储气罐组件等，供氧单元通常包括输送氧气的输氧管路、设置在输氧管路上的供氧阀、有的还有氧浓度传感器等，能够检测人体呼吸的检测元件为微差压传感器。使用时，将输氧管路的外端连通至人体的鼻孔，人体呼吸时，微差压传感器能检测到人体呼气和吸气所导致的微差压传感器中的管内气压与外界气压之间的微小压差变化。当人体吸气时，管内气压略低于管外气压；当人体呼气时，管内气压略高于管外气压。工作中根据微差压传感器所检测出的人体吸气和呼气时的微小压差数据，再使供氧阀只在人体吸气的早期导通、其余时间则处于关闭状态。也就是说，只有在人体吸气时，氧气产生单元才能通过输氧管路给人体提供氧气，其余时间则不能通过输氧管路给人体提供氧气，从而实现随吸供氧的工作方式。在工作过程中，可以将氧浓度传感器传送的氧浓度数据作为制氧机此时的供氧浓度。当供氧浓度低于设定值时，控制单元会有报警信号进行报警。上述现有的随吸供氧技术主要应用在高售价的便携式制氧机上。其优点是：体积较小，重量较轻，便于携带，能耗较低，噪音也较小。其缺点是：需要配备昂贵的微差压传感器，并且微差压检测技术难度高。微差压传感器的高成本和高技术难度使得随吸供氧技术目前仅在昂贵的便携式制氧机上得到使用，无法普及到数量更大、更为廉价的台式制氧机中，应用范围十分狭小。目前，基于超声波检测原理的超声波气体传感器能用来测量气体的流量大小、方向以及混合气体中各气体组分的含量（也称为各气体组分的浓度），这种超声波气体传感器具有成本低、精度高、寿命长、稳定性好、反应迅速、检测周期短、可单独或同时测量气体浓度以及气体流量的大小和方向（即双向流量检测能力）等优点。在实际应用中，当超声波气体传感器仅用于检测气体浓度时，一般又被称为超声波气体浓度传感器，当超声波气体传感器仅用于检测气体流量时，一般又被称为超声波气体流量计，通常所述的超声波气体传感器既能检测气体浓度、又能检测气体流量以及气体的流动方向。综上所述，在制氧机领域，特别是在开放式吸氧方式下，如何使制氧机简单、方便、准确并且低成本地实现随吸供氧一直是本领域存在和探索的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能大大降低制氧机的制造成本、体积以及重量，能耗和噪音也能大大降低的随吸供氧制氧机。本专利技术创造性地使用廉价的超声波气体传感器作为制氧机中的检测元件，使制氧机能具有随吸供氧的功能，从而在达到同样吸氧效果的情况下，大大降低制氧机的制造成本、体积以及重量，从而降低售价，并使制氧机便于携带，能耗和噪音也能大大降低。为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案。随吸供氧制氧机，包括：控制制氧机工作的控制单元、氧气产生单元、将氧气产生单元提供的氧气输送给人体的供氧单元，供氧单元包括能与人体呼吸器官相连通的输氧管路、设置在输氧管路上的供氧阀；制氧机中还包括能检测人体吸气或呼吸的检测元件；其特点是：使用超声波气体传感器作为检测人体吸气或呼吸的检测元件；制氧机中还设置有气流形成装置，在人体呼吸时该气流形成装置使超声波气体传感器中能至少形成与人体吸气所对应的气流，从而使得超声波气体传感器至少能检测到人体的吸气；工作中根据超声波气体传感器检测到的与人体吸气或呼吸相对应的数据或信号，使供氧单元只在人体吸气时才通过输氧管路给人体提供氧气、而在其它时间不给人体提供氧气，从而实现随吸供氧。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
随吸供氧制氧机，包括：控制制氧机工作的控制单元、氧气产生单元、将氧气产生单元提供的氧气输送给人体的供氧单元，供氧单元包括能与人体呼吸器官相连通的输氧管路、设置在输氧管路上的供氧阀；制氧机中还包括能检测人体吸气或呼吸的检测元件；其特征在于：使用超声波气体传感器作为检测人体吸气或呼吸的检测元件；制氧机中还设置有气流形成装置，在人体呼吸时该气流形成装置使超声波气体传感器中能至少形成与人体吸气所对应的气流，从而使得超声波气体传感器至少能检测到人体的吸气；工作中根据超声波气体传感器检测到的与人体吸气或呼吸相对应的数据或信号，使供氧单元只在人体吸气时才通过输氧管路给人体提供氧气、而在其它时间不给人体提供氧气，从而实现随吸供氧。

【技术特征摘要】
1.随吸供氧制氧机，包括：控制制氧机工作的控制单元、氧气产生单元、将氧气产生单元提供的氧气输送给人体的供氧单元，供氧单元包括能与人体呼吸器官相连通的输氧管路、设置在输氧管路上的供氧阀；制氧机中还包括能检测人体吸气或呼吸的检测元件；其特征在于：使用超声波气体传感器作为检测人体吸气或呼吸的检测元件；制氧机中还设置有气流形成装置，在人体呼吸时该气流形成装置使超声波气体传感器中能至少形成与人体吸气所对应的气流，从而使得超声波气体传感器至少能检测到人体的吸气；工作中根据超声波气体传感器检测到的与人体吸气或呼吸相对应的数据或信号，使供氧单元只在人体吸气时才通过输氧管路给人体提供氧气、而在其它时间不给人体提供氧气，从而实现随吸供氧。2.根据权利要求１所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：所述的超声波气体传感器采用既能检测人体吸气或呼吸气流又能检测氧浓度的超声波气体传感器，这样超声波气体传感器既能检测人体吸气或呼吸气流，又能进行制氧机所输出气体的氧浓度检测。3.根据权利要求1或2所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：在连通于供氧阀出气口的输氧管路上连通有旁通管，旁通管的外端与超声波气体传感器上的一个通气口相连通，超声波气体传感器上的另一个通气口与大气相通；在制氧机开始工作的起始时刻，供氧阀处于关闭状态；并且至少在人体吸气时，旁通管使超声波气体传感器中能形成与人体吸气相对应的吸气气流，使得超声波气体传感器能检测到人体的吸气，工作中根据超声波气体传感器检测到的与人体吸气相对应的数据或信号，使供氧阀只在人体吸气时导通设定的时间、其余时间则处于关闭状态，从而使得供氧单元只在人体吸气时才能通过输氧管路给人体提供氧气。4.根据权利要求3所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：当采用既能检测人体吸气或呼吸气流又能检测氧浓度的超声波气体传感器时，使超声波气体传感器上的另一个通气口经过一段管道与大气相通，这样，工作中当供氧阀完成每次供氧而关闭时，就能将此时超声波气体传感器检测到的氧浓度数据作为制氧机此时的供氧浓度数据。5.根据权利要求3所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：还设置有能控制输氧管路通过旁通管与大气相通时间的旁通控制阀；所述的旁通控制阀设置在旁通管中；在制氧机开始工作的起始时刻，供氧阀处于关闭状态、同时旁通控制阀处于导通状态，这样在开机的初始时刻旁通管就使超声波气体传感器中能形成与人体吸气相对应的吸气气流、从而使超声波气体传感器能检测到人体的吸气；并且在工作中，当供氧阀每次导通并且待超声波气体传感器中完成换气时旁通控制阀就关闭，直至供氧阀完成此次供氧而关闭时、旁通控制阀再导通，使得旁通管既能保障超声波气体传感器准确检测到人体的每次吸气，又减少了氧气的浪费。6.根据权利要求5所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：当采用既能检测人体吸气或呼吸气流又能检测氧浓度的超声波气体传感器时，工作中在旁通控制阀每次关闭时，就能将此时超声波气体传感器检测到的氧浓度数据作为制氧机此时的供氧浓度数据。7.根据权利要求3所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：超声波气体传感器上的另一个通气口连通有贮气腔室而不再与大气相通，贮气腔室和旁通管使超声波气体传感器中能至少形成与人体吸气相对应的吸气气流，使得超声波气体传感器能检测到人体的吸气。8.根据权利要求7所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：所述的贮气腔室为一个容积能随内部气体压力变化而发生变化的贮气囊。9.根据权利要求7或8所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：当采用既能检测人体吸气或呼吸气流又能检测氧浓度的超声波气体传感器时，工作中当供氧阀完成每次供氧而关闭时，就能将此时超声波气体传感器检测到的氧浓度数据作为制氧机此时的供氧浓度数据。10.根据权利要求1或2所述的随吸供氧制氧机，其特征在于：在连通于供氧阀出气口的输氧管路中设置有超声波气体传感器，在连通于供氧阀出气口与超声波气体传感器之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕合奇，李明，
申请(专利权)人：深圳市润普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44