飞机乘客的按需配氧系统技术方案

一种飞机乘客的按需配氧系统，包括：配氧单元(1)，其具有由氧气源供气的配气阀(6)；管部件(10)，其包括管(3)和光纤(5)；呼吸面罩(2)，其中所述管建立了在配氧单元和面罩之间的流体连通；感应设备(7)，其布置在呼吸面罩上，经由光纤连接至配氧单元，其中感应设备在呼吸面罩处感测受到使用面罩的乘客的呼吸所影响的参数的变化，以及经由光纤(5)发送相应的呼吸信号至配氧单元(1)，所述配气单元(1)被配置为根据所述呼吸信号将受控的量的氧气在管中进行输送。

On-Demand Oxygen Distribution System for Aircraft Passengers

【技术实现步骤摘要】
飞机乘客的按需配氧系统
本专利技术涉及一种飞机乘客的按需配氧系统。更具体地，其关于按需配氧系统，在此类按需配氧系统中一旦发生泄压则面罩从上方模块(PSU乘客服务单元)落下，并且以“按需(on-demand)”模式(即仅当乘客使用面罩呼吸时)将氧气分配给乘客。
技术介绍
众所周知，在紧急情况下，如在舱内出现减压、烟雾或失火等情况下，要向乘客供氧。为此目的，氧气面罩从乘客服务单元掉落，并且将氧气经由该氧气面罩提供给乘客。氧气面罩通过连接线连接到乘客服务单元上。通常来说，乘客可以通过拉拽连接线来激活氧气供应，其中所述连接线可能是一条柔性的管，其同时用于将氧气从乘客服务单元引导到氧气面罩，或可能是一根电线或绳子或类似的与连接线不同的东西。氧能以化合物的形式储存在乘客服务单元中，其在被激活后以化学反应产生氧气；这种氧气源称为化学氧气发生器(COG)。可选地，氧气可以储存在(本地的或远程的)加压储罐中，并可通过一条或多条供应线提供给用户设备。可选地，氧气也可以由压缩机排气气流产生，所述压缩机排气气流通过氧气浓缩器(该系统被称为机载制氧系统，简称OBOGS)。乘客氧气面罩通常位于服务单元中，对于每组座位而言，所述服务单元通常位于座舱上部的行李舱以下。一旦出现泄压或类似情况，则面罩会自动从服务单元落下。一旦相关的乘客拉下面罩，就会激活相关面罩的氧气供应。然而，优选的是，如果没有乘客存在(没有人使用掉落的面罩，即使在拉下它之后)，氧气也不应该被无用地分配，即使面罩已被拉出来也是如此。可用氧气的量是有限的，因此氧气不应被浪费。需要注意的是，当乘务员沿着过道移动时，该乘务员可短暂地使用一个可用的面罩。因此，已知要在服务单元中提供称为“配氧单元”的设备，其目的是为乘客“按需”输送氧气。有些人建议在面罩上增加一个传感器，再加上一条附加线路，将这种传感器连接到头顶的控制单元；但由于(特别是在紧急情况下)出现干扰/缠结管和线路的风险是不可接受的，该方式一直没有成功。进一步，使用线路连接面罩需要额外的重量，并且这种线路的老化不够好。另一项建议是通过监控在配氧单元处感测到的压力变化来探测一个人在面罩中呼吸。而这要为面罩所连接的每一条柔性管提供一个传感器。当儿童或婴儿使用呼吸面罩时会出现一个问题：在这种情况下，在配氧单元处感测到的压力变化可能太小，以至于无法正确地进行感测，并因此存在不能探测到使用呼吸面罩的儿童或婴儿的呼吸的风险。对于老年人或哮喘等严重呼吸道疾病患者而言，也可能存在不能被探测到的风险。因此，仍然需要提供增强的解决方案，以可靠地探测个人(无论其年龄)是否存在于呼吸面罩中，而这并不会增加面罩连接的线路。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，公开了一种用于一个或多个飞机乘客的按需配氧系统，其包括：-配氧单元，其具有由氧气源供气的配气阀，-管部件，其包括管和一条或多条光纤，-呼吸面罩，其中管建立了在配氧单元和面罩之间的流体连通，-感应设备，其布置在呼吸面罩上，经由一条或多条光纤连接至配氧单元，其中，感应设备被配置成：感测——在呼吸面罩处——受到使用面罩的乘客的呼吸所影响的一个或多个参数的变化，以及，发送——经由一条或多条光纤——相应的一个或多个呼吸信号至配氧单元，该配气单元被配置为根据所述呼吸信号将受控的量的氧气在管中进行输送，并且感应设备包括：可移动的膜和镜，其被配置为可在吸入位置和呼出位置之间移动，其中在上述两个位置中的一个位置，达到光纤中的光实质上在光纤中借助在第一阈值以上的光反射被反射回来，而在上述两个位置中的另一个位置，在光纤中光反射回来是在第二阈值以下。在面罩中完全没有电子器件，而仅仅是光学组件。有优势地，该解决方案是无电的解决方案。配氧能够通过气团或者通过连续的受控制量的气流来完成。通过该分配方式，不存在用于将面罩连接至PSU的线路，并且避免了管和线路之间出现干扰/缠结的风险。然而，所述探测是在使用呼吸面罩的个人的脸部附近执行的，并因此该探测的可靠性得以改善。当儿童或婴儿使用呼吸面罩时，他/她的存在被可靠地探测。相反，当没有人再使用面罩时，就没有更多可探测的信号被感测到，并且在一段特定时间之后，暂停配氧，由此避免了氧气浪费。塑料光纤的使用不会过大地增加重量，其寿命几乎是无限的。此处，术语“受控的量”意味着连续的气流，或由“气团”构成的气流(即呼吸脉冲系统)。术语“气团”通过一定体积的氧气来定义，所述体积在10cm3和250cm3之间(该体积是在正常温度(21.1℃)，压力(101.3kPa)，干燥度(pH2O＝0kPa)(简称“NTPD”条件)下得到的)。换而言之，“气团”能够被定义为平均个人的一次正常呼吸循环的平均体积。术语“受控的气流”意味着通过类似PWM信号的信号使用调制阀控制的气流。术语“呼吸信号”能够指定原始信号或者(通过信号调节电路后的)预处理信号。在本专利技术的各种实施方式中，人员有可能具有除一个和/或其他的以下布置之外单独使用或组合使用的依靠(recourse)。根据一种选择，感应设备包括温度敏感元件，并且受到呼吸影响的一个或多个参数包括由面罩和用户的脸部所界定的腔所处的温度。借此能够感测在呼出和吸入之间典型10℃的明显温度变化。根据一种选择，温度敏感元件是布置在面罩主体内侧上的热敏电阻。因此，热敏电阻位于呼出气流中，和温度变化能够被足够快地感测。根据一种选择，配氧单元是氧气脉冲调节器，并且该氧气脉冲调节器被配置为触发在管中进行预定的氧气气团/脉冲的输送，每个气团通过一定体积的氧气来定义，所述体积在20cm3和500cm3之间(该体积在15℃和30℃之间的温度和在0.1和1大气压之间的压力条件下得到)。通过使用此类气团方式最小化了氧气的整体损耗，并且其允许节约氧气。根据一种选择，感应设备是电动的并且接收来自光纤中提供的光的电能。因此允许受呼吸影响的一个或多个参数的模拟感测(不仅是二进制信息或者开/关电平)。此外，即使设备是电动的，不需要电线，不存在需要终身(end-of-life)服务的电池。根据一种选择，管组件是要使得一条或多条光纤被共同模塑到管中。更准确地说，光纤可以被共同模塑到管壁中。这提供了一个非常鲁棒的解决方案，几乎没有或完全没有损坏光纤的风险(在飞机生命周期的任何时候)。根据一种选择，感应设备包括：本地储能装置、固态传感器、处理单元、光耦合器以便发回压力信号。通过这一配置，不需要电线将面罩连接至PSU。根据一种选择，将光纤布置在管的内部，抵靠管的内壁。光纤可沿着具有长螺距的螺旋路径。由此，光纤在管的内部受到保护，以防止受到机械损坏；由于光纤较长的长度，当用户在面罩上拉拽时，管会稍许延长但这不会给光纤造成压力。根据一种选择，在管部件中提供两条光纤。一条光纤用于供应能量，另一条光纤则用于发送返回信息，这也简化了在两端处的光纤设计。根据一种选择，提供了一种混合连接器，其包括管连接器和光纤连接器。因此，部件简单且制造可靠。根据一种选择，光纤由塑料制成。因此，该技术方案是成本低廉的。根据一种选择，光纤由保护鞘所包围。由此，提供了一种机械保护装置，以便保护光纤。根据一种选择，受到呼吸影响的一个或多个参数包括本地压力，并且感应设备包括压力敏感元件。由此，用户的呼吸能够被可靠地探测，压力的改变由用户的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种按需配氧系统，其用于一个或多个飞机乘客，所述系统包括：‑配氧单元(1)，其具有由氧气源供气的配气阀(6)；‑管部件(10)，其包括管(3)和一条或多条光纤(5)；‑呼吸面罩(2)，其中所述管建立了在所述配氧单元和面罩之间的流体连通；‑感应设备(7)，其布置在所述呼吸面罩上，经由一条或多条光纤(5)连接至所述配氧单元；其中，所述感应设备(7)被配置成：在所述呼吸面罩处感测受到使用所述面具的乘客的呼吸所影响的一个或多个参数的变化，以及，经由一条或多条光纤(5)发送相应的一个或多个呼吸信号至所述配氧单元(1)，所述配气单元(1)被配置为根据所述呼吸信号将受控的量的氧气在所述管中进行输送，并且所述感应设备(7)包括可移动的膜和镜(79)，所述可移动的膜和镜(79)被配置为能够在吸入位置和呼出位置之间移动，其中在所述吸入位置和呼出位置中的一个位置，达到所述光纤中的光实质上在光纤中借助在第一阈值(TH1)以上的光反射被反射回来，而在所述吸入位置和呼出位置中的另一个位置，在所述光纤中光反射回来是在第二阈值(TH2)以下。

【技术特征摘要】
2017.11.22 EP 17203168.41.一种按需配氧系统，其用于一个或多个飞机乘客，所述系统包括：-配氧单元(1)，其具有由氧气源供气的配气阀(6)；-管部件(10)，其包括管(3)和一条或多条光纤(5)；-呼吸面罩(2)，其中所述管建立了在所述配氧单元和面罩之间的流体连通；-感应设备(7)，其布置在所述呼吸面罩上，经由一条或多条光纤(5)连接至所述配氧单元；其中，所述感应设备(7)被配置成：在所述呼吸面罩处感测受到使用所述面具的乘客的呼吸所影响的一个或多个参数的变化，以及，经由一条或多条光纤(5)发送相应的一个或多个呼吸信号至所述配氧单元(1)，所述配气单元(1)被配置为根据所述呼吸信号将受控的量的氧气在所述管中进行输送，并且所述感应设备(7)包括可移动的膜和镜(79)，所述可移动的膜和镜(79)被配置为能够在吸入位置和呼出位置之间移动，其中在所述吸入位置和呼出位置中的一个位置，达到所述光纤中的光实质上在光纤中借助在第一阈值(TH1)以上的光反射被反射回来，而在所述吸入位置和呼出位置中的另一个位置，在所述光纤中光反射回来是在第二阈值(TH2)以下。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感应设备(7)包括温度敏感元件(71)，并且受到呼吸影响的一个或多个参数包括由所述面罩和用户的脸部所界定的腔(9)所处的温度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述温度敏感元件是布置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·里特纳，卡雷格·达姆洛，亨里·马罗泰，
申请(专利权)人：佐迪埃克航空技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR