雾化加湿设备多温控自动变频控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统及方法。所述系统包括呼吸机设备、与所述呼吸机设备连接的智能流体测量仪、加温加湿设备、雾化吸入装置以及变频控制器；智能流体测量仪用于检测经呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的压力参数和流速参数；变频控制器基于压力参数和流速参数在不同时间段生成生成第一频率控制参数和第二频率控制参数，基于第一频率控制参数调节加温加湿设备的第一运行状态，基于第二频率控制参数调节雾化吸入装置的第二运行状态，所述第一运行状态包括加温加湿设备的温度控制参数和湿度控制参数，第二运行状态包括雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数。本发明专利技术实现了呼吸机设备的自动变频全流程反馈控制。

【技术实现步骤摘要】
雾化加湿设备多温控自动变频控制系统及方法
本专利技术属于呼吸机控制技术
，尤其涉及一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统及方法。
技术介绍
呼吸机作为是一种运用人工的方法替代、改变或控制人的正常、自然的生理呼吸的设备装置，是临床救治过程中不可或缺的器械，被急救、ICU、麻醉及呼吸治疗领域广泛应用。近年来，随着智能医疗的不断发展，医疗仪器设备的智能化程度也不断提高，呼吸机从机械通气装置不断进化为电子、智能化旳工作方式，性能也随之得到提高。呼吸机在临床上使用时，通常需要其他辅助设备的配合，包括雾化设备、加湿设备、加温设备以及其他生理参数监控设备。例如中国专利技术专利申请CN202010540634公开一种具有预估病人的呼吸状态的智能呼吸机系统，包括控制器、风机、管道及传感器，风机在设定工作电压下输出转速，经叶片转换成风压至管道，传感器对气道实时流量、气道实时压力和实时二氧化碳的浓度进行检测，并反馈至控制器；控制器根据气道实时流量、气道实时压力实现对呼吸机的控制，根据采集的气道实时压力数据预估病人的呼吸状态。在实际应用中，雾化器属于小剂量雾化器，容量约10ml，雾化器过满将导致呼吸机驱动雾化器的气源压力不足以带动雾化器工作，或者无法使雾化液形成气雾，反而会降低雾化效能；至于加湿设备/加温设备，已经是呼吸机的标配。加湿设备、加温设备的专利技术，大大地提升了呼吸机的舒适度，从而让患者更易建立依从性。然而，针对ICU患者以及其他需要集中时刻关注的患者，呼吸机本身的动作状态以及其附属设备的工作状态，需要根据实时工作状态进行精确调节甚至进行预测提前调节，才能确保正确使用和安全效果。如何针对呼吸机及其附属设备实现全流程的自动化反馈控制和调节，减少人工介入，成为临床呼吸机应用亟待解决的问题之一。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统及方法。所述系统包括呼吸机设备、与所述呼吸机设备连接的智能流体测量仪、加温加湿设备、雾化吸入装置以及变频控制器；智能流体测量仪用于检测经呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的压力参数和流速参数；变频控制器基于压力参数和流速参数在不同时间段生成生成第一频率控制参数和第二频率控制参数，基于第一频率控制参数调节加温加湿设备的第一运行状态，基于第二频率控制参数调节雾化吸入装置的第二运行状态，所述第一运行状态包括加温加湿设备的温度控制参数和湿度控制参数，第二运行状态包括雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数。总体而言，本专利技术实现了呼吸机设备的自动变频全流程反馈控制。更具体的，在本专利技术的第一个方面，提供一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，所述系统包括至少一个呼吸机设备、与所述呼吸机设备连接的加温加湿设备、雾化吸入装置以及变频控制器；所述雾化吸入装置连接所述呼吸机设备的监测孔，所述监测孔配置有智能流体测量仪；所述变频控制器连接所述加温加湿设备以及所述雾化吸入装置；所述智能流体测量仪用于检测经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第一压力参数和第一流速参数；所述变频控制器基于所述第一压力参数和第一流速参数生成第一频率控制参数，调节所述加温加湿设备的第一运行状态；在预定时间段之后，所述变频控制器获取经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第二压力参数和第二流速参数；基于所述第二压力参数和第二流速参数，所述变频控制器生成第二频率控制参数，调节所述雾化吸入装置的第二运行状态；其中，所述第一运行状态包括所述加温加湿设备的温度控制参数和湿度控制参数，所述第二运行状态包括所述雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数。基于第一方面的变频控制系统，在本专利技术的第二个方面，还提出一种雾化加湿设备多温控自动变频控制方法，所述控制方法应用于包括加温加湿设备和雾化吸入装置的呼吸机设备。具体来说，所述方法包括如下步骤：S700：设定监测时间周期T、设定频率阈值ε、预定间隔时间段Δt以及微扰动量Δ；S701：在第一时间周期T1内，获得经所述呼吸机设备进入雾化吸入装置的流体的第一压力参数和第一流速参数；S702：计算第一时间周期T1内的第一压力参数变化比率值P∝V1；S703：在第二时间周期T2内，获得经所述呼吸机设备进入雾化吸入装置的流体的第二压力参数和第二流速参数；S704：计算第二时间周期T2内的第二压力参数变化比率值P∝V2；S705：判断是否成立，如果不成立，返回步骤S701；否则，进入下一步；S706：生成第一频率控制参数，调节所述加温加湿设备的第一运行状态；S707：判断是否经过预定间隔时间段Δt，如果否，则返回步骤S701；否则，进入下一步；S708：在第三时间周期T3内，获得经所述呼吸机设备进入雾化吸入装置的流体的第三压力参数和第三流速参数；S709：计算第三周期内的压力流速趋势比值P∞V：S710：若P∞V＞ε+Δ，则生成趋向频率控制参数，所述趋向频率控制参数使得所述雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数逐步降低；否则，返回步骤S701。在所述步骤S701中，所述所述预定间隔时间段Δt＞T。上述第二方面的方法可以通过计算机程序指令自动化实现。通过模块化编程的思想，可以构成一种模块控制器，以便于与不同的呼吸机连接后实现标准化控制。因此，在本专利技术的第三个方面，提供一种微控制器芯片，所述微控制器芯片包括存储器和处理器，所述存储器上存贮有计算机可执行程序指令，将所述微控制器芯片与呼吸机设备连接后，通过所述处理器执行所述程序指令，以在所述呼吸机设备上运行权上述第二方面的方法的部分或者全部步骤。相对于现有技术，本专利技术基于连续周期的检测控制加温加湿设备的状态，并基于后续间断性的检测控制雾化吸入装置的状态，整个控制过程为前后关联的变频控制状态，且实现了闭环反馈控制，避免了人为主观因素的影响。本专利技术的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例的一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统的子模块组合架构图图2是图1所述系统实现呼吸机加温加湿设备的变频控制的示意图图3是图1所述系统实现呼吸机雾化吸入设备的变频控制的示意图图4是具体实现图2所述加温加湿设备的变频控制的示意图图5是基于图1所述系统实现的雾化加湿设备多温控自动变频控制方法的具体流程图图6是本专利技术一个实施例的一种用于雾化加湿设备多温控自动变频控制的微控制器芯片组的示意图具体实施方式参见图1，本专利技术一个实施例的一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统的子模块组合架构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，所述系统包括至少一个呼吸机设备、与所述呼吸机设备连接的加温加湿设备、雾化吸入装置以及变频控制器；/n其特征在于：/n所述雾化吸入装置连接所述呼吸机设备的监测孔，所述监测孔配置有智能流体测量仪；/n所述变频控制器连接所述加温加湿设备以及所述雾化吸入装置；/n所述智能流体测量仪用于检测经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第一压力参数和第一流速参数；/n所述变频控制器基于所述第一压力参数和第一流速参数生成第一频率控制参数，调节所述加温加湿设备的第一运行状态；/n在预定时间段之后，所述变频控制器获取经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第二压力参数和第二流速参数；/n基于所述第二压力参数和第二流速参数，所述变频控制器生成第二频率控制参数，调节所述雾化吸入装置的第二运行状态；/n其中，所述第一运行状态包括所述加温加湿设备的温度控制参数和湿度控制参数，所述第二运行状态包括所述雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，所述系统包括至少一个呼吸机设备、与所述呼吸机设备连接的加温加湿设备、雾化吸入装置以及变频控制器；
其特征在于：
所述雾化吸入装置连接所述呼吸机设备的监测孔，所述监测孔配置有智能流体测量仪；
所述变频控制器连接所述加温加湿设备以及所述雾化吸入装置；
所述智能流体测量仪用于检测经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第一压力参数和第一流速参数；
所述变频控制器基于所述第一压力参数和第一流速参数生成第一频率控制参数，调节所述加温加湿设备的第一运行状态；
在预定时间段之后，所述变频控制器获取经所述呼吸机进入所述雾化吸入装置的流体的第二压力参数和第二流速参数；
基于所述第二压力参数和第二流速参数，所述变频控制器生成第二频率控制参数，调节所述雾化吸入装置的第二运行状态；
其中，所述第一运行状态包括所述加温加湿设备的温度控制参数和湿度控制参数，所述第二运行状态包括所述雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数。


2.如权利要求1所述的一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，其特征在于：
所述变频控制器基于所述第一压力参数和第一流速参数生成第一频率控制参数，具体包括：
所述智能流体测量仪周期性的获取多个第一压力参数{P11,P12,…,P1n}和多个第一流速参数{V11,V12,…,V1n}，定义如下压力参数变化比率值P∝V:



其中，k为设定时间周期获取的压力参数或者流速参数的数量，k<n；
计算第一时间周期内的第一压力参数变化比率值P∝V1；
计算第二时间周期内的第二压力参数变化比率值P∝V2；
若则生成缓向频率控制参数，所述缓向频率控制参数使得所述加温加湿设备的所述温度控制参数和湿度控制参数变化率降低；其中，ε为预定设置的小于1的正数。


3.如权利要求2所述的一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，其特征在于：
基于所述第二压力参数和第二流速参数，所述变频控制器生成第二频率控制参数，调节所述雾化吸入装置的第二运行状态，具体包括：
获取第三时间周期内的多个第二压力参数{P21,P22,…,P2m}和多个第一流速参数{V21,V22,…,V2m}；
计算第三周期内的压力流速趋势比值P∞V：



若P∞V＞ε+Δ，则生成趋向频率控制参数，所述趋向频率控制参数使得所述雾化吸入装置的气道压力参数和阻力参数逐步降低；
其中，m>k,Δ为预先设置的微扰动量，T为每个所述设定时间周期的长度。


4.如权利要求3所述的一种雾化加湿设备多温控自动变频控制系统，其特征在于：
所述第一时间周期、所述第二时间周期、第三时间周期的长度均为T；
所述第二时间周期和所述第一时间周期为两个连续的时间周期；
所述第三时间周期是所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，李思曼，
申请(专利权)人：淄博泰雷兹电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37