保护飞行器乘员的方法及呼吸面具技术

保护飞行器乘员的方法包含以下步骤：为使用者(7)提供一飞行器乘员的呼吸面具(4)，将包括可吸入气体以及稀释气体的混合体的呼吸气体(62)提供给使用者(7)，检测使用者(7)产生的呼出气体(64)中的氧或者二氧化碳分压或含有率，调整(60)呼吸气体(62)中的含氧率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保护飞行器乘员的方法及呼吸面具
本专利技术涉及一种航空供氧调节器的呼吸面具以及一种保护飞行器乘员(乘客和／或机组成员)免受与高空减压和／或机舱中烟雾相关危害的稀释调节法。尤其是，本专利技术涉及对供应给使用者的呼吸气体的调节以满足使用者的需要，该调节使用一种供给纯氧的可吸入气体源(氧气瓶，化学制氧发生器或液氧转换器)或者高度富含氧气的气体，例如一种机载制氧系统(OBOGS)。为在飞行器中发生减压和／或发生烟雾时确保保护乘客和／或机组成员，供氧调节器应根据机舱高度释放一种呼吸气体，该种气体为稀释气体(通常为空气)和可吸入气体的混合物。在减压后，机舱高度达到了接近飞行高度的值。机舱的压力值通常是指机舱高度。机舱高度被定义为与保持在机舱中的加压的大气相对应的高度。该值与飞行高度不同。飞行高度为实际物理高度。压力与传统高度之间的对应关系定义在表格中。联邦航空条例(FAR)为民用航空设定了取决于机舱高度的呼吸气体中氧气的最低比率。
技术介绍
目前大多数保护机组成员免于缺氧的呼吸面具设有氧气调节器，其利用气动技术通过开环来控制呼吸气体中氧气的分压。在该项技术中，空气借助于文丘里管通过稀释气体供应管路被吸入，文丘里管提供由可吸入气体的高速流形成的吸力。一真空膜盒(也称为高度计)通过调整稀释气体供应管路的截面来调节高度富氧率。从文献US6,994,086，FR1484691或US6,796,306中可了解到这样的供氧调节器。因为富氧率取决于受真空膜盒间隙控制的稀释气体供应管路的截面，耗氧量对于所有机舱高度范围和／或所有呼吸通风设备都无法达到最优。节约氧气的需要使电动气压调节器得到发展，如文献US4,336,590，US6,789,539，US2007／0107729或US2009／O277449中所述。这些设备通过一种“吸入气体含量”的方法对呼吸气体进行闭环控制。这些仅对提供给飞行员而非飞行员生理状态的气体含量敏感的设备，需要快速的传感器和执行器，以对吸入气体执行精确的“实时”控制。诸如专利WO2008／068545的其他出版物利用动脉血氧饱和度(SaO2)的方法来调整呼吸气体含量。该生理参数与通过血液运输的氧气量同可运输气体的最大理论量之间的比率相对应。其与动脉血氧分压(PaO2)有关，根据图1中所示的巴克罗夫特曲线或者血红蛋白解离曲线，该曲线会随着几个因素的变化而改变，例如血液酸碱度(饱和度随酸碱度下降)，肺泡二氧化碳分压PaCO2(PaCO2上升时SaO2下降)以及温度(当血液温度上升时，SaO2下降)。PaO2是一种很难测量的数据，与之相反，利用脉搏血氧剂SaO2可易于测量。但是一旦PaO2达到80hPa，曲线几乎是平的，表明在这点之上的饱和度几乎没有变化。这对于目标PaO2水平在80hPa以下的乘客缺氧保护不是问题，但是对于目标PaO2水平在100hPa左右的精确的机组成员缺氧保护来说就不适用了。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可靠的，非常便宜且操作简单的供氧调节器，该调节器提供符合最小必需量同时接近于最小必需量的含氧率。为此目的，本专利技术提供一种保护飞行器乘员的方法，包括以下步骤：-为使用者提供一种飞行器乘员呼吸面具，-给使用者提供一种呼吸气体，包括可吸入气体和稀释气体的混合物，-检测使用者呼出气体中的氧或二氧化碳的分压或含有率，-调整呼吸气体中的氧气(或可吸入气体)的比率(分数／百分比／浓度)。呼出气体中氧分压的测量使我们能够可靠地估计肺泡动脉氧分压PAO2。在机舱高度很高的时候，表示肺部氧分压的该生理参数接近动脉血氧分压PaO2。通过控制稀释阀来调整呼吸气体中的氧含量时，PAO2的使用要考虑使用者的生理机能。不同的使用者生理机能会有所不同。这就需要根据生理需要以及调节限制更精确地释放氧气。所以能够减小飞行器乘员(特别是飞行员或机组成员)的缺氧危险以及减少氧气消耗。需要注意的是，比率，分数，百分比或浓度虽是不同的字，但所指的内容相同。因此，根据补充特性，该方法优选地包括根据呼出气体中的氧分压或含氧率或者二氧化碳调整(闭环调整)呼吸气体中的含氧率。因此，根据使用者的需求优化氧气的消耗量。根据另一特性，该方法优选地包括：-检测使用者呼出气体中的氧分压或含氧率，以及-根据呼出气体中的氧分压或含氧率调整呼吸流量中的含氧率。事实上，根据呼出气体中的氧分压或含氧率比根据呼出气体中的二氧化碳分压或含二氧化碳率来调整呼吸流量中的含氧率更令人满意。然而，根据补充的有利特性，该方法进一步包括：-检测使用者呼出气体中的氧和二氧化碳分压或含有率，以及-根据呼出气体中的氧以及二氧化碳分压或含有率调整呼吸流量中的含氧率。事实上，当呼出气体中二氧化碳分压PCO2在确定阈值下减小时，使用者呼出气体中的氧以及二氧化碳分压或含有率能够进一步优化氧气消耗，特别是通过增加呼吸气体中的含氧率。根据另一特性，该方法优选地包括：-检测使用者呼出气体中的氧分压或含氧率，-检测呼吸气体中的氧分压或含氧率，以及-确定呼出气体中检测到的氧分压或含氧率和呼吸气体中为探测故障(特别是稀释调节仪器的故障)而检测的氧分压或含氧率之间的相关性。该项检查比通常检查更加精确更加可靠，其包含氧气传感器超出范围的警报以监控在调节过程中的故障。根据补充特性，依照本专利技术，该方法优选地进一步包括以下步骤：-检测飞行器中的气压，以及-根据相关性方程式，确定呼出气体中检测到的氧分压或含氧率与呼吸气体中的氧分压或含氧率之间的相关性，该方程式包括：·呼出气体中检测到的氧分压或含氧率，·呼吸气体中的氧分压或含氧率，以及·气压。这些特性之间的关系能很容易地确定故障，并且特别有效。根据另一补充特性，依照本专利技术，所述相关性方程式较佳地为：PAO2=FIO2·(PB-PAH2O)-PACO2·(FIO2+(1-FIO2)／R)，其中：PAO2为在呼出气体中检测到的氧分压，PB为飞行器中的气压，PACO2为呼出气体中的二氧化碳分压，PAH2O为呼出气体中的水分压，FIO2为在呼吸气体中检测到的含氧率或者氧分压，R为与呼吸比有关的介于0.1和1.2之间的一个常数。根据另一补充特性，依照本专利技术，该方法优选地进一步包括检测呼出气体中的二氧化碳分压。故障的确定更加精确。根据另一补充特性，依照本专利技术，呼出气体中的水分压优选地由一个常数代替。根据另一特性，依照本专利技术，该方法包括(二者择一)检测呼出气体中的氧分压或含氧率以及通过一仅有的(同一的)气体传感器检测出的呼吸气体中的氧分压或含氧率。虽然只需要几个元素(方法)，但故障的确定很可靠。本专利技术还涉及飞行器乘员的呼吸面具，包括一供氧调节器，所述调节器包括：-可吸入气体供应线路，其连接到一可吸入气体源并且提供一充满可吸入气体的流动腔，-稀释气体供应线路，其连接到一稀释气体源并且提供一充满稀释气体的流动腔，-稀释调节装置用于调节供应到流动腔的呼吸气体中的稀释气体比率，该稀释调节装置包括一稀释阀，一气体传感器，其适用于检测氧或二氧化碳分压或含有率，以及一控制装置，该装置根据气体传感器发出的有关氧或二氧化碳分压或含有率的稀释信号控制稀释阀。在有利的实施例中，呼吸组件优选地进一步包含以下特性中的一个或多个：附图说明本专利技术的其他特性和优点将体现在下面参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.28 IB PCT/IB2011/0007811.保护飞行器乘员的方法，包括以下步骤：-为使用者(7)提供飞行器乘员的呼吸面具(4)，-将包括可吸入气体以及稀释气体的混合体的呼吸气体(62)提供给使用者(7)，-检测呼吸气体(62)中的氧分压或含氧率，-调整呼吸气体(62)中的含氧率，其特征在于，所述方法还包括：-检测使用者(7)产生的呼出气体(64)中的氧分压或含氧率，-检测飞行器中的气压(71)，以及-根据相关性方程式确定呼出气体(64)中检测的氧分压或含氧率与为了测定故障而检测的呼吸气体(62)中的氧分压或含氧率之间的相干性，该相关性方程式包括：·呼出气体(64)中测出的氧分压或含氧率，·呼吸气体(62)中的氧分压或含氧率，以及·气压。2.根据权利要求1所述的方法，包括：-根据呼出气体(64)中的氧或二氧化碳分压或含有率调整呼吸气体(62)中的含氧率。3.根据权利要求1所述的方法，包括：-检测使用者(7)产生的呼出气体(64)中的氧分压或含氧率，-根据呼出气体(64)中的氧分压或含氧率调整呼吸气体(62)中的含氧率。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西厄·弗罗马盖，
申请(专利权)人：联合技术公司，
类型：
国别省市：