CN111632250A - 空气和氧气混合监测的湿化治疗仪及其监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪及其监测方法，属于医疗机械技术领域，本发明利用超声波氧浓度传感器对湿化治疗仪输出的氧气浓度与气体流量进行实时监测，并且将检测结果实时反馈至***计算机，***计算机根据实时检测结果，通过调节与氧气入口连接的控氧模块和与进气口相连的流量控制阀共同调节湿化治疗仪当前的氧气浓度与气体输出流量。当气体流量或氧气浓度出现异常时，***计算机将及时控制湿化治疗仪的控氧模块与流量控制阀进行调节，确保湿化治疗仪输出的气体流量以及氧气浓度符合要求，提高湿化治疗仪的可靠性，提高居家治疗的安全性。

Description

空气和氧气混合监测的湿化治疗仪及其监测方法
技术领域
本发明涉及医疗机械技术领域，尤其涉及一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪及其监测方法。
背景技术
目前，我国人口基数大且老年人口众多，因此，我国医疗配套设施建设至关重要，虽然当今我国医疗技术较为发达，但人均医疗资源却严重不足，所以我国研制出一些能够保证无生命危险患者居家进行治疗的仪器，湿化治疗仪就是其中之一。湿化治疗仪能够进行氧气治疗、湿化治疗，应用于能够自主呼吸但呼吸较弱的病患，此类病患常见于气管插管及气管切开手术中，此类患者完全可以利用湿化治疗仪居家进行治疗，缓解我国医疗资源紧张问题。
湿化治疗仪工作过程中需对空气与氧气进行混合，根据当前进行湿化治疗患者的吸呼强度控制调节当前的供气强度及供气流量，并根据当前进行治疗的患者的吸呼需要调节当前氧气与空气的供给量，确保治疗过程的安全可靠，有效的将湿化治疗仪推广于居家治疗领域，进一步缓解我国医疗资源不足的压力。现有技术仅能按照需求对空气与氧气按照比例进行供给，不能实现监测与调节，缺乏监控与调节机制，导致一些情况下湿化仪供给的氧气浓度与所需浓度存在偏差。因此，有必要设计空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪及其监测方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，包括：外壳、核心计算机、数据输入端口、空气入口、氧气入口、外部供氧装置、控氧模块和超声波氧浓度传感器；
所述数据输入端口通过直接输入的形式输入治疗过程中所需的气体流量以及气体的含氧量，并将输入数据传输给所述核心计算机；
所述空气入口处设置有流量控制阀，流量控制阀与所述控氧模块相连，由核心计算机控制流量控制阀的通断及开口大小，从而控制进入控氧模块的空气流量；所述空气入口外部设置有进气罩，用于保护进气口。所述空气入口处还设置有过滤装置，用于过滤空气中的杂质，确保进入空气的洁净性。
所述氧气入口的外部与所述外部供氧装置相连，内部与所述控氧模块相连，外部供氧装置将氧气通过氧气入口输送至控氧模块，控氧模块由所述核心计算机控制，从而调节当前的供氧量；
所述超声波氧浓度传感器用于监测湿化治疗仪中空气和氧气混合后的气体中的氧气浓度和湿化仪向外界输出的混合气体流量，并将数据反馈给所述核心计算机；所述核心计算机根据反馈的氧气浓度信息，控制所述控氧模块的氧气输出量与流量控制阀处的空气流量。
此外，本发明还提供了一种采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：由数据输入端口输入治疗过程中所需的气体流量和气体的含氧量，传输给核心计算机，核心计算机计算得到预设空气与氧气的比例值；
步骤2：超声波氧浓度传感器实时检测当前输出的氧气浓度值及气体流量值，反馈给核心计算机；
步骤3：由核心计算机判断氧气浓度值是否符合需求，若符合要求执行步骤4，若不符合要求则执行步骤5；
步骤4：接着判断输出气体流量值是否符合要求，若不符合要求则按照预设空气与氧气的比例调节供气后，转至执行步骤3；若符合要求则不需要调节流量控制阀的空气流量及控氧模块的的氧气输出量，结束调节；
所述按照预设空气与氧气的比例调节供气的方法：判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照预设空气与氧气的比例值，降低氧气和空气的供给量；反之则按照预设空气与氧气的比例值，调高氧气和空气的供给量。
步骤5：接着判断输出气体流量值是否符合要求，若符合要求则调节氧气浓度，转至执行步骤3；若不符合要求则根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节，转至执行步骤3。
所述调节氧气浓度的方法：判断输出气体的氧气浓度是否大于所需，若大于则降低氧气供给量，调高空气的供给量；反之则调高氧气的供给量，降低空气的供给量。
所述根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节的方法如下：
S1：根据当前时刻的氧气浓度计算空气与氧气的比例；
S2：将当前时刻空气与氧气的比例与预设的空气与氧气的比例值进行比较，得到一个空气与氧气的调节比例值；
S3：判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照空气与氧气的调节比例值调低氧气与空气的供给量；反之则按照空气与氧气的调节比例值调高氧气与空气的供给量。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明利用超声波氧浓度传感器对湿化治疗仪工作过程中的输出气体流量与氧气浓度进行实时监测，将检测结果反馈至***计算机，***计算机根据超声波氧浓度传感器的检测的输出气体流量与当前氧气浓度进行进一步处理，根据实际情况调节控氧模块中氧气的输出量以及流量控制阀中空气的流量，在二者协同作用下保证湿化治疗仪工作过程的可靠性。
2、本发明实时监测当前输出的氧气浓度值及气体流量值，并做到实时反馈，能够及时对湿化治疗仪的故障做出诊断，及时进行检修，防止故障条件下运行。
3、本发明利用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，降低湿化治疗仪操作工作的难度，能够节约一定的医疗资源。
附图说明
图1为本发明采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中空气和氧气混合监测的湿化治疗仪的结构示意图；
图3为本发明实施例中空气和氧气混合监测的湿化治疗仪的结构控制框图；
其中，1为控氧模块，2为氧气入口，3为空气入口，4为数据输入端口，5为电源接口，6为外壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例中一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，其结构如图2所示，包括：外壳6、核心计算机、数据输入端口4、空气入口3、氧气入口2、外部供氧装置、控氧模块1和超声波氧浓度传感器，各结构间的连接关系如图3所示；
所述数据输入端口通过直接输入的形式输入治疗过程中所需的气体流量以及气体的含氧量，并将输入数据传输给所述核心计算机；
所述空气入口处设置有流量控制阀，流量控制阀与所述控氧模块相连，由核心计算机控制流量控制阀的通断及开口大小，从而控制进入控氧模块的空气流量；所述空气入口外部设置有进气罩，用于保护进气口。所述空气入口处还设置有过滤装置，用于过滤空气中的杂质，确保进入空气的洁净性，本实施例中采用过滤棉对输出的空气进行过滤操作。
所述氧气入口的外部与所述外部供氧装置相连，内部与所述控氧模块相连，外部供氧装置将氧气通过氧气入口输送至控氧模块，负责湿化治疗仪工作过程中的供氧工作。控氧模块由所述核心计算机控制，从而调节当前的供氧量；
所述超声波氧浓度传感器用于监测湿化治疗仪中空气和氧气混合后的气体中的氧气浓度和湿化仪向外界输出的混合气体流量，并将数据反馈给所述核心计算机；所述核心计算机根据反馈的氧气浓度信息，控制所述控氧模块的氧气输出量与流量控制阀处的空气流量。
本实施例中采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：由数据输入端口输入治疗过程中所需的气体流量和气体的含氧量，传输给核心计算机，核心计算机计算得到预设空气与氧气的比例值；本实施例中数据输入端口输入所需气体流量为3L/min，气体的含氧量为44.7％，此时核心计算机将计算供给净化后的空气与氧气的比例为7:3，此时空气供给为2.1L/min，氧气为0.9L/min。
步骤2：超声波氧浓度传感器实时检测当前输出的氧气浓度值及气体流量值，反馈给核心计算机；
步骤3：由核心计算机判断氧气浓度值是否符合7:3的需求，本实施例中添加了氧气浓度的误差值控制范围为±3％，若符合要求并控制在误差范围内则执行步骤4，若不符合要求则执行步骤5；
步骤4：接着判断输出气体流量值是否符合要求的3L/min，若不符合要求则按照预设空气与氧气的比例7:3调节供气后，转至执行步骤3；若符合要求则不需要调节流量控制阀的空气流量及控氧模块的的氧气输出量，结束调节；
所述按照预设空气与氧气的比例调节供气的方法：判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照预设空气与氧气的比例值7:3，降低氧气和空气的供给量；反之则按照预设空气与氧气的比例值7:3，调高氧气和空气的供给量。
步骤5：接着判断输出气体流量值是否符合要求，若符合要求则调节氧气浓度，转至执行步骤3；若不符合要求则根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节，转至执行步骤3。
所述调节氧气浓度的方法：判断输出气体的氧气浓度是否大于44.7％，若大于则降低氧气供给量，调高空气的供给量；反之则调高氧气的供给量，降低空气的供给量。
所述根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节的方法如下：
S1：根据当前时刻的氧气浓度计算空气与氧气的比例；
S2：将当前时刻空气与氧气的比例与预设的空气与氧气的比例值进行比较，得到一个空气与氧气的调节比例值；
S3：判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照空气与氧气的调节比例值调低氧气与空气的供给量；反之则按照空气与氧气的调节比例值调高氧气与空气的供给量。
本实施例中，检测到当前时刻的氧气浓度小于44.7％，当前时刻的空气流量为2.55L/min，氧气流量为0.45L/min，两者的比值为17:3，将该比值比预设空气与氧气的比值7:3要大，此时需将氧气浓度调高，将两者的比值调节为33:23，即调节空气流量为1.65L/min，氧气流量为1.35L/min。***计算机对氧气浓度值进行实时监测，直到监测到氧气含量为44.7％时，湿化治疗仪的***计算机控制空气流量和氧气流量恢复预设的比值7:3，即空气流量2.1L/min，氧气流量0.9L/min，***正常工作。

Claims (7)

1.一种空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，其特征在于：包括外壳、核心计算机、数据输入端口、空气入口、氧气入口、外部供氧装置、控氧模块和超声波氧浓度传感器；
所述数据输入端口通过直接输入的形式输入治疗过程中所需的气体流量以及气体的含氧量，并将输入数据传输给所述核心计算机；
所述空气入口处设置有流量控制阀，流量控制阀与所述控氧模块相连，由核心计算机控制流量控制阀的通断及开口大小，从而控制进入控氧模块的空气流量；
所述氧气入口的外部与所述外部供氧装置相连，内部与所述控氧模块相连，外部供氧装置将氧气通过氧气入口输送至控氧模块；控氧模块由所述核心计算机控制，从而调节当前的供氧量；
所述超声波氧浓度传感器用于监测湿化治疗仪中空气和氧气混合后的气体中的氧气浓度和湿化仪向外界输出的混合气体流量，并将数据反馈给所述核心计算机；所述核心计算机根据反馈的氧气浓度信息，控制所述控氧模块的氧气输出量与流量控制阀处的空气流量。
2.根据权利要求1所述的空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，其特征在于所述空气入口外部还设置有进气罩，用于保护进气口。
3.根据权利要求1或2所述的空气和氧气混合监测的湿化治疗仪，其特征在于所述空气入口处还设置有过滤装置，用于过滤空气中的杂质，确保进入空气的洁净性。
4.采用权利要求1所述的空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：由数据输入端口输入治疗过程中所需的气体流量和气体的含氧量，传输给核心计算机，核心计算机计算得到预设空气与氧气的比例值；
步骤2：超声波氧浓度传感器实时检测当前输出的氧气浓度值及气体流量值，反馈给核心计算机；
步骤3：由核心计算机判断氧气浓度值是否符合需求，若符合要求执行步骤4，若不符合要求则执行步骤5；
步骤4：接着判断输出气体流量值是否符合要求，若不符合要求则按照预设空气与氧气的比例调节供气后，转至执行步骤3；若符合要求则不需要调节流量控制阀的空气流量及控氧模块的的氧气输出量，结束调节；
步骤5：接着判断输出气体流量值是否符合要求，若符合要求则调节氧气浓度，转至执行步骤3；若不符合要求则根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节，转至执行步骤3。
5.根据权利要求4所述的采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其特征在于，所述步骤4中按照预设空气与氧气的比例调节供气的方法如下：
判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照预设空气与氧气的比例值，降低氧气和空气的供给量；反之则按照预设空气与氧气的比例值，调高氧气和空气的供给量。
6.根据权利要求4所述的采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其特征在于，所述步骤5中调节氧气浓度的方法如下：
判断输出气体的氧气浓度是否大于所需，若大于则降低氧气供给量，调高空气的供给量；反之则调高氧气的供给量，降低空气的供给量。
7.根据权利要求4所述的采用空气和氧气混合监测的湿化治疗仪进行监测控制的方法，其特征在于，所述步骤5中根据当前时刻的氧气浓度对空气与氧气的供给量进行调节的方法如下：
S1：根据当前时刻的氧气浓度计算空气与氧气的比例；
S2：将当前时刻空气与氧气的比例与预设的空气与氧气的比例值进行比较，得到一个空气与氧气的调节比例值；
S3：判断输出气体的流量是否大于所需，若大于所需则按照空气与氧气的调节比例值调低氧气与空气的供给量；反之则按照空气与氧气的调节比例值调高氧气与空气的供给量。
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