一氧化氮生成过程控制制造技术

本公开描述了用于控制一氧化氮的电气生成的系统和方法。在一些方面，一种用于生成一氧化氮的系统包括容纳与谐振高压电路连通的两个或更多个电极的等离子体室，该谐振高压电路被配置为向等离子体室发送信号以从反应物气体的流在产物气体中生成一氧化氮；以及控制器，被配置为生成具有多个谐波频率的脉宽调制信号以激励谐振高压电路。控制器被配置为调整脉宽调制信号的占空比，控制器基于等离子体形成之前的目标电压和等离子体形成之后等离子体室中的目标电流来选择占空比。体室中的目标电流来选择占空比。体室中的目标电流来选择占空比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一氧化氮生成过程控制
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年10月16日提交的美国临时专利申请No.63/093,040和于2021年10月15日提交的美国实用专利申请No.17/503,223的权益和优先权，每个申请的内容通过引用整体并入本文。


[0003]本公开涉及用于生成和递送与各种通气设备一起使用的一氧化氮的系统和方法，并且更具体地涉及一氧化氮生成过程控制。

技术介绍

[0004]已发现一氧化氮(NO)以多种方式对于疾病的治疗是有用的，特别是心脏和呼吸系统疾病。以前的用于产生NO并将NO气体递送给患者的系统具有许多缺点。例如，基于罐的系统要求高浓度NO气体的大罐，并且在恢复治疗时要求用NO进行吹扫。从NO2或N2O4合成NO要求处理有毒化学品。现有的发电系统涉及在要递送给患者或通过递送管泵送的主要空气流中生成等离子体。

技术实现思路

[0005]本公开涉及用于生成和/或递送一氧化氮的系统和方法。
[0006]在一些方面，本公开提供了一种用于生成一氧化氮的系统，该系统包括容纳与谐振高压电路连通的两个或更多个电极的等离子体室，该谐振高压电路被配置为向等离子体室发送信号以从反应气体流在产物气体中生成一氧化氮；以及控制器，被配置为生成具有多个谐波频率的脉宽调制信号以激励谐振高压电路。控制器被配置为调整脉宽调制信号的占空比，控制器基于等离子体室中等离子体形成之前的目标电压和等离子体形成之后的目标电流来选择占空比。
[0007]在一些实施例中，等离子体形成之前的电压和等离子体形成之后的电流通过改变脉冲宽度调制信号中的谐波振幅来独立地控制。在一些实施例中，通过在脉冲宽度调制信号的两个或更多个占空比之间交替来改变谐波振幅。在一些实施例中，在等离子体形成之后对电流的控制允许在等离子体脉冲内进行电流调制。在一些实施例中，控制器被配置为脉冲调制等离子体以控制NO产生率。
[0008]在一些实施例中，控制器被配置为调整产物气体中一氧化氮的浓度。在一些实施例中，控制器被配置为促进等离子体室中的电极间隙的击穿。在一些实施例中，控制器被配置为优化产物气体中NO与NO2之间的比率。在一些实施例中，控制器被配置为补偿对等离子体室中电极的改变，诸如电极磨损。在一些实施例中，控制器被配置为补偿系统中的反应物特性，包括湿度、氧/氮比、温度和压力中的至少一个。
[0009]提供了一种用于生成一氧化氮的系统，该系统包括容纳与谐振高压电路连通的两个或更多个电极的等离子体室，该谐振高压电路被配置为向等离子体室发送信号以从反应
气体流在产物气体中生成一氧化氮；以及与谐振高压电路通信的控制器，用于通过在两个或更多个占空比之间交替来独立地控制在等离子体室中形成等离子体的电压和在等离子体室中的等离子体中的电流以独立地调整波形的谐波频率的振幅。
[0010]在一些实施例中，控制器被配置为调整产物气体中一氧化氮的浓度。在一些实施例中，控制器被配置为促进等离子体室中的电极间隙的击穿。在一些实施例中，控制器被配置为优化产物气体中NO与NO2之间的比率。在一些实施例中，控制器被配置为补偿对等离子体室中电极的改变，诸如电极磨损。在一些实施例中，控制器被配置为补偿系统中的反应物特性，包括湿度、氧/氮比、温度和压力中的至少一个。
[0011]提供了一种用于生成一氧化氮的方法，包括使用谐振高压电路为等离子体室提供能量，以从反应气体流在产物气体中生成一氧化氮；以及使用与谐振高压电路通信的控制器通过使用多个谐波频率调整用于激励谐振高压电路的波形的占空比来控制在等离子体室中形成等离子体的电压和在等离子体室中维持等离子体的电流。在一些实施例中，等离子体形成之前的电压和等离子体形成之后的电流是通过改变脉宽调制信号中的谐波振幅来独立控制的。
附图说明
[0012]通过示例性实施例的非限制性示例，参考所指出的多个附图，在下面的详细描述中进一步描述本公开，其中贯穿附图的若干视图，相像的附图标记表示相似的部分，并且其中:
[0013]图1是用于生成富含NO的产物气体的系统的示例性实施例；
[0014]图2是用于生成富含NO的产物气体的系统的示例性实施例；
[0015]图3是利用再循环体系架构的用于生成富含NO的产物气体的系统的示例性实施例；
[0016]图4图示了具有再循环体系架构的NO生成系统的示例性实施例；
[0017]图5A是示例性等离子体功率测量方案；
[0018]图5B是示例性等离子体功率测量方案；
[0019]图5C是示例性等离子体功率测量方案；
[0020]图6A是利用MOSFET半桥的示例性谐振电路；
[0021]图6B是利用MOSFET全桥的示例性谐振电路；
[0022]图7图示了示出比例阀校准曲线的示例性曲线图；
[0023]图8图示了示出阀校准的示例性曲线图；
[0024]图9图示了具有再循环体系架构的NO生成系统的示例性实施例；
[0025]图10图示了具有前馈气动体积的再循环/闭环气动体系架构的示例性实施例；
[0026]图11图示了呼吸机波形的示例性曲线图；
[0027]图12图示了用于具有线性体系架构的系统的产生率控制的示例性实施例；
[0028]图13图示了用于恒定浓度/恒定流量体系架构的生产控制方案的示例性实施例；
[0029]图14图示了校准曲线的示例性曲线图；
[0030]图15图示了谐振电路的模拟模型的示例性实施例；
[0031]图16图示了系统功率流图的示例性实施例；
[0032]图17图示了模拟结果的示例性实施例，示出了开路、10kΩ和1kΩ等离子体阻抗的谐振频率和等离子体功率；
[0033]图18是示出具有不同电容值的谐振阻抗的示例性曲线图；
[0034]图19是示出PWM波形的示例性曲线图；
[0035]图20图示了谐波振幅控制的示例性曲线图；
[0036]图21图示了模拟形状的谐波激励波形的FFT的示例性曲线图；
[0037]图22图示了脉冲内电流调制波形的示例性曲线图；
[0038]图23图示了脉冲内电流调制的两种方法的示例性曲线图；
[0039]图24图示了具有输入电压预调节器的控制系统框图的示例性实施例；
[0040]图25图示了等离子体脉冲调制的示例性曲线图；
[0041]图26图示了示出针对具有固定激励的一个脉冲的变压器初级电流感测和输入电流的示例性曲线图；
[0042]图27图示了示出针对具有脉冲内电流调制的一个脉冲的变压器初级电流感测和输入电流的示例性曲线图；
[0043]图28A、图28B和图28C图示了用于将反应气体朝着一个或多个电极指引的喷嘴的实施例；
[0044]图29描绘了用平行电极的电弧滑动和拉伸；
[0045]图30A、图30B和图30C描绘了喷嘴尺寸对通过电极间隙的气流的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成一氧化氮的系统，包括：等离子体室，容纳与谐振高压电路连通的两个或更多个电极，所述谐振高压电路被配置为向等离子体室发送信号以从反应气体流中产生产物气体中的一氧化氮；以及控制器，被配置为生成具有多个谐波频率的脉宽调制信号以激励谐振高压电路，其中控制器被配置为调整脉宽调制信号的占空比，控制器基于等离子体室中等离子体形成之前的目标电压和等离子体形成之后的目标电流来选择占空比。2.如权利要求1所述的系统，其中等离子体形成之前的电压和等离子体形成之后的电流通过改变脉冲宽度调制信号中的谐波振幅来被独立地控制。3.如权利要求2所述的系统，其中通过在脉冲宽度调制信号的两个或更多个占空比之间交替来改变谐波振幅。4.如权利要求2所述的系统，其中对在等离子体形成之后的电流的控制允许在等离子体脉冲内进行电流调制。5.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为调整产物气体中一氧化氮的浓度。6.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为促进等离子体室中的电极间隙的击穿。7.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为优化产物气体中NO与NO2之间的比率。8.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为补偿对等离子体室中电极的改变。9.如权利要求8所述的系统，其中对电极的改变包括电极磨损。10.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为补偿系统中的反应物特性，包括湿度、氧/氮比、温度和压力中的至少一个。11.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为对等离子体进行脉冲调制以控制NO产生率。12.一种用于生成一...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：第三极股份有限公司，
类型：发明
国别省市：