一种氧浓度控制装置制造方法及图纸

一种氧浓度控制装置，包括：文丘里装置，设有进气口和出气口，进气口又分为驱动进气口和从动进气口，其中，进气口与氧气气源、空气气源联接，将来自氧气气源和空气气源的气体混合为具有设定的流量和氧浓度的气体；出气口经由出气通路与呼吸阀相联接；氧气气源，经由流量控制通路和氧气补充通路与文丘里装置相联接，其中，流量控制通路联接文丘里装置的主动进气口，氧气补充通路与空气气源的空气进气通路合并后联接文丘里装置的从动进气口；空气气源，经由空气进气通路与文丘里装置相联接，空气进气通路与氧气气源的氧气补充通路合并后，联接文丘里装置的从动进气口；氧浓度控制装置通过调整氧气补充通路的流量控制出气通路中气体的氧浓度。的氧浓度。的氧浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种氧浓度控制装置


[0001]本专利技术涉及呼吸机通气控制领域，具体涉及一种氧浓度控制装置。

技术介绍

[0002]目前医用呼吸机分为治疗呼吸机和急救呼吸机，二者采用了不同的输出氧浓度的控制方法：其中，治疗呼吸机通常配置空压机或涡轮来调整输出氧浓度；急救呼吸机为了携带方便，一般不配置空压机或涡轮，而主要是利用氧气气源和文丘里装置产生空氧混合气体，进而调整输出氧浓度。
[0003]在现有的急救呼吸机中，对氧浓度的调节主要依靠电磁阀和机械阀联合调节的方式进行(由操作者调节氧浓度机械阀)。现有技术的前述调节方式存在两方面的问题：一方面是只能在一个较小的范围内对氧气浓度进行调节；另一方面是无法实现氧浓度的精确控制，只能以“60％、70％、80％”这样较为粗糙的精度(10％的调节精度)进行控制。

技术实现思路

[0004]为了克服现有的急救呼吸机采用电磁阀和机械阀联合调节的方式对氧浓度进行调节所致的氧浓度调节精度差的缺点，本专利技术采用两个电子比例阀来实现呼吸机(调整输出流量和氧浓度)的通气控制功能，同时分别采用两个PID算法对两个比例阀进行闭环控制，在实现通气控制功能的基础上实现氧浓度的大范围、高精度控制。
[0005]具体而言，本专利技术提供了一种氧浓度控制装置，包括：
[0006](1)文丘里装置，设有进气口和出气口，所述“进气口”又分为驱动进气口和从动进气口，进入驱动进气口的气体会在文丘里装置的内部形成负压，该负压将使得一定比例的气体由从动进气口吸入文丘里装置，其中，所述的“进气口”与“氧气气源、空气气源”联接，将来自氧气气源和空气气源的气体混合为具有设定的流量和氧浓度的气体后，通过出气口经由出气通路输送到呼吸阀；所述的出气口经由出气通路与呼吸阀相联接；
[0007](2)氧气气源，经由流量控制通路和氧气补充通路与所述的文丘里装置相联接，其中，所述的“流量控制通路”联接文丘里装置的主动进气口，所述的“氧气补充通路”与空气气源的“空气进气通路”合并后联接文丘里装置的从动进气口；
[0008](3)空气气源，经由空气进气通路与所述的文丘里装置相联接，其中，所述的“空气进气通路”与氧气气源的“氧气补充通路”合并后，联接文丘里装置的“从动进气口”；
[0009]所述的“氧浓度控制装置”通过调整所述“氧气补充通路”的流量，可以调整所述经由从动进气口进入文丘里装置的气体中氧气与空气的组分，进而控制出气通路中气体的氧浓度。
[0010]更优地，所述的流量控制通路设置有第一比例阀，即“吸气控制比例阀”，通过调整所述“吸气控制比例阀”的开度，用于调整进入文丘里装置驱动进气口的流量，进而调整出气通路的气道总流量。
[0011]更优地，所述的“出气通路”设置有第一流量传感器，即“吸气流量传感器”，用于测
量气道总流量实际值。
[0012]更优地，所述的“第一比例阀”设置有第一PID反馈控制回路，所述的“第一PID反馈控制回路”根据所述“第一流量传感器”测得的气道总流量实际值与预先设定的气道总流量目标值之间的误差，调整所述“第一比例阀”的开度，缩小所述的“气道总流量实际值”与“气道总流量目标值”之间的误差，实现气道总流量的精确控制。
[0013]更优地，所述的“氧气补充通路”设置有第二比例阀，即“氧气补充比例阀”，用于调整所述“氧气补充通路”的流量，进而调整所述经由从动进气口进入文丘里装置的气体中氧气与空气的组分。
[0014]更优地，所述的“空气进气通路”设置有第二流量传感器，即“空气流量传感器”，用于测量文丘里装置吸入的空气流量值。
[0015]更优地，所述的“第二比例阀”设置有第二PID反馈控制回路，所述的“第二PID反馈控制回路”根据所述“第一流量传感器测得的气道总流量实际值”与“第二流量传感器测得的空气进气通路流量值”之间的差值，调整所述“第二比例阀”的开度，使得所述“气道总流量实际值与空气进气通路流量值的差值”与设定的出气通路的氧浓度相符，在设定的气道总流量和氧浓度值下，气道总流量实际值与空气进气通路流量值的差值是一定的，实现出气通路氧浓度的精确控制。所述的“气道总流量实际值与空气进气通路流量值的差值”与“设定的出气通路的氧浓度”之间的关系是：
[0016][0017]式中，F
VO
为氧气补充通路的流量值，F
VInsp
为流量控制通路的流量值，二者之和为所述“气道总流量实际值与空气进气通路流量值的差值”，F
All
为气道总流量实际值，O
xyCon
为出气通路氧浓度的设定值。
[0018]更优地，所述的氧浓度控制装置还包括减压阀，所述的减压阀与氧气气源相联接，位于流量控制通路和氧气补充通路的上游气路，高压氧气气源经由减压阀降压至设定气压后再进入流量控制通路和氧气补充通路。
[0019]本专利技术的技术效果是：现有急救呼吸机最低氧浓度通常为40
‑
45％，最高氧浓度为100％，与现有技术相比，本装置在文丘里特性较好的情况下，最低氧浓度可调节的下限可达到40％以下，实现更大的氧浓度调节范围。另外，本专利通过空氧流量配比闭环来实现氧浓度的控制，而不是现有技术通常采用的化学氧传感器的反馈，用高精度比例阀而不是现有技术通常采用的机械阀，所以本专利技术的氧浓度控制精度会比现有技术更高且控制响应速度更快。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的装置结构和控制原理的示意图，其中，压力传感器、PEEP控制阀与本专利技术的氧浓度控制装置无关，仅仅为了呼吸机的结构完整而列出；图中的“吸气控制比例阀”和“氧气补充比例阀”即“第一比例阀”和“第二比例阀”；图中的“空气流量传感器”和“吸气流量传感器”即“第二流量传感器”和“第一流量传感器”；
[0021]图2为本专利技术的吸气控制比例阀实现恒流量控制的示意图；
[0022]图3为本专利技术的氧气补充比例阀实现氧浓度控制的示意图。
具体实施方式
[0023]本专利技术对急救呼吸机的流量和氧浓度的控制主要通过对吸气控制比例阀和氧气补充比例阀的控制来实现，其控制原理如图1所示。
[0024]其中，呼吸机外接0.25
‑
0.6Mpa的高压氧气气源，然后通过减压阀使高压气源的压力降低到一个恒定值，再给到吸气控制比例阀前端和氧气补充比例阀前端。
[0025]以下分别对本专利技术进行流量控制和氧浓度控制的过程进行阐述：
[0026]一、流量控制
[0027]由于吸气控制比例阀前端压力比后端大很多，因此，前后端的压差可以近似为一个恒定值，则固定吸气控制比例阀的开度后，吸气控制比例阀后端的流量近似恒定。
[0028]同时，固定吸气控制比例阀的输出流量F
VInsp
后，文丘里装置的内部会形成负压，并根据吸气控制比例阀输出的流量大小F
VInsp
吸入一定正比例空气F
Air
＝αF
VInsp
，F<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧浓度控制装置，包括：(1)文丘里装置，设有进气口和出气口，所述“进气口”又分为驱动进气口和从动进气口，其中，所述的“进气口”与“氧气气源、空气气源”联接，将来自氧气气源和空气气源的气体混合为具有设定的流量和氧浓度的气体后，通过出气口经由出气通路输送到呼吸阀；所述的出气口经由出气通路与呼吸阀相联接；(2)氧气气源，经由流量控制通路和氧气补充通路与所述的文丘里装置相联接，其中，所述的“流量控制通路”联接文丘里装置的主动进气口，所述的“氧气补充通路”与空气气源的“空气进气通路”合并后联接文丘里装置的从动进气口；(3)空气气源，经由空气进气通路与所述的文丘里装置相联接，其中，所述的“空气进气通路”与氧气气源的“氧气补充通路”合并后，联接文丘里装置的“从动进气口”；所述的“氧浓度控制装置”通过调整所述“氧气补充通路”的流量控制出气通路中气体的氧浓度。2.根据权利要求1所述的氧浓度控制装置，其特征在于，所述的流量控制通路设置有第一比例阀，用于调整进入文丘里装置驱动进气口的流量，进而调整出气通路的气道总流量。3.根据权利要求2所述的氧浓度控制装置，其特征在于，所述的“出气通路”设置有第一流量传感器。4.根据权利要求3所述的氧浓度控制装置，其特征在于，所述的“第一比例阀”设置有第一PID反馈控制回路，所述的“第一PID反馈控制回路”根据所述“第一流量传感器”测得的气道总流量实际值与预先设定的气道总流量目标值之间的误差，调整所述“第一比例阀”的开度。5.根据权利要求1所述的氧浓度控制装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白碧超，李长缨，
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：