CN101180100B - 用于测定在电路控制的生氧呼吸器中的可呼吸空气的残气量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
通过测量呼吸循环次数和利用压力和温度传感器测量顺次周期中呼吸空气的压力和温度，测定电路控制的生氧呼吸器中任意时间点的残留的可呼吸空气的残气量。计算每个时间段当时所呼吸的空气利用率并从总空气体积中将其扣除。在一显示器上显示特定读数点的可呼吸空气的残气量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测定在电路控制的生氧呼吸器中的可呼吸空气的残气量的方法以及用于实现所述方法的装置，所述呼吸器具有至少一个化学罐(chemical canister)，该化学罐被连接到一带有一体化(integrated)鼓风机的呼气袋和一带有吸气管的吸气袋上。
背景技术
例如，从DE 44 11 560中可知一种呼吸装置，其由电路控制并具有一用于显示在使用时仍旧残留的可呼吸空气体积的消耗量显示器。在一呼气袋上安装一个鼓风机，呼气袋后面是呼气阀。借助于鼓风机，呼出气体被压过两个平行设置的化学罐。由于化学罐被放置到下游，使用者在呼气时要克服的呼吸阻力可借助于鼓风机显著降低。作为颗粒装于化学罐中的化学品与呼出空气中含有的部分二氧化碳相结合并在一放热反应中使后者转化成氧气。富含氧气的空气通过一颗粒过滤器进入一个吸气袋并通过一个吸气阀到达使用者。作为隔离装置被操控的生氧呼吸器可以比常规的压缩空气呼吸装置使用更长时间，所述生氧呼吸器例如配置给消防队或矿山救护队。例如，基于301/min这一特定的-平均-呼吸体积，4小时的操控时间是可能的。由于基于使用者每分钟呼吸体积(每分钟呼吸量)的假定的平均值所说明的操控时间非常不准确，在DE 44 11 560中已经提出了与鼓风机连接的消耗量显示器。在已测定的鼓风机参数的基础上，借助于一评估单元对仍旧可用的有效呼吸气体的供给进行测定。
然而，在已知装置中，借助于鼓风机参数所测定的消耗量示数是不准确的，因为一方面就不同使用者而言，化学品的消耗，即呼吸气体的消耗，或者每分钟的呼吸体积是不同的，另一方面其基本上依赖于使用者的负荷，即操作和呼吸条件，而温度决定了实际的呼吸体积。基于鼓风机参数测定的消耗量示数需要在每次使用后的保养时被再次校准。另外，该保养不能立即进行，只能在鼓风机低于30℃的温度下进行。
发明内容
因此，本发明的根本问题是设计一种用于测定由电路控制的生氧呼吸器中可呼吸空气残气量的方法和装置，在现有条件下使用时，以此种方式显示出在给出的时间点的与仍旧可用的呼吸空气有关的准确的个体值。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于测定由电路控制的生氧呼吸器中可呼吸空气残气量的方法以及用于实现该方法的装置，其中该呼吸器使用至少一个化学罐，该化学罐被连接到一带有一体化鼓风机的呼气袋和一带有吸气管的吸气袋上，所述方法的特征在于，在使用者吸气时，在该使用期间的预置的时间间隔分别确定所吸入空气的压力特征和温度以及呼吸循环的压力和循环次数，和考虑温度，由此开始计算在特定时间间隔中可呼吸空气的体积，并连续地将该体积从化学罐中的起始呼吸体积中扣除；所述实现该方法的装置的特征在于，一分配给吸气管的传感器单元，所述传感器单元带有一用于测定吸气时的压力特征的压力传感器和一用于测定吸入空气的温度的温度传感器，以及一评估和显示器单元，其通过一分配器单元被连接到传感器单元，所述评估和显示器单元被用于确定在预置时间间隔中呼吸循环的次数、呼吸循环的最大压力和吸入空气的温度，以及被用于计算被特定使用者在单位时间内吸入的空气体积和在特定时间点仍旧可用的可呼吸空气的残气量。
本发明的本质在于当使用者吸气时，测定吸入空气的压力特征和温度，由此每次在固定的预置的时间间隔确定所述压力和呼吸循环的次数，计算在特定时间间隔内实际上可呼吸的空气的体积，据此考虑到温度，和从原始体积开始，在每个时间间隔后，从上述值中减去呼吸器的化学罐中仍残留的呼吸空气的体积。基于实际被使用者消耗掉的空气，显示使用呼吸器时的每个时间点上仍残留的可呼吸空气的残气量，优选地按照百分数显示，并因此提供使用者高度安全性。消耗量示数与呼吸器中涉及装置的改变无关并可以被立即调整用于后续应用而不需要校准并与温度无关，然后可以被使用。
优选地，时间间隔持续20秒。在无呼吸或者极低呼吸的情况中，使用固定值201/min用于计算。
用于实现该方法的根据本发明的装置包括一个结合到呼吸器的吸气管上的传感器单元，其带有一用于测定压力特征的压力传感器和一用于测定吸入空气温度的温度传感器，其被化学罐内的放热反应显著影响。所述传感器单元通过一分配器单元连接到一评估和显示器单元上。在评估和显示器单元里，使用确定的呼吸循环次数和其各自的压力特征测定对应于特定时间间隔的特定温度的空气体积。在评估和显示器单元中，上述值被从起始体积或者前述时间间隔后剩下的残留体积中减去。评估和显示器单元在显示器上显示在特定时间被确定的残气量的示数。
评估和显示器单元中包括一安全警报器和一故障显示器，以及一信号发送器，所述故障显示器涉及电源、电路装线、鼓风机或者启动机，所述信号发送器用于在达到一定残气量时产生信号。
附图说明
借助于附图，更详细地解释了本发明具体实施方式的实例，在一单独附图中，用示意图表示一个长期使用的、带有消耗量显示器的生氧呼吸器。
具体实施方式
该呼吸器包括两个并联(parallel circuit)设置的化学罐1，所述化学罐通过气体分配器2与呼气袋3连接，该呼气袋安装有鼓风机4。一过量阀5被一体化安装到呼气袋3的壁上。带有一呼气阀7的呼气管6与呼气袋3相连接。化学罐1带有一冷却套管8并用超氧化钾(KO2)颗粒21填充。一连接管9通过一颗粒过滤器10使两个化学罐1的出口与一吸气袋11相连接。一带有吸气阀13的吸气管12插入到吸气袋11中。呼气阀7和吸气阀13被连接到一个阀控制器上(未显示)。
富含二氧化碳的呼出气体通过打开的呼气阀7(同时吸气阀13关闭)流入到呼气袋3中并利用鼓风机4受压，经由气体分配器2通过装有KO2颗粒21的化学罐1。在放热反应中，用超氧化钾将呼出气体中所含有的二氧化碳转化成氧气。因此所制备的富含氧气的空气通过连接管9和颗粒过滤器10进入到吸气袋11中，并由此处通过已经打开的吸气阀13和吸气管12到达使用者，在所述颗粒过滤器中，化学品夹带的细小颗粒被滞留。
该呼吸器也包括一电源14和一连接到该电源的分配器单元15。除了一带有快速启动器17的自动启动装置16以及鼓风机4和一充电插座18以外，一传感器单元19和一评估和显示器单元20也与分配器单元15相连接。被分配给吸气管12的传感器单元19具有一压力传感器和一温度传感器(在每个实例中未显示)。
在假定的每分钟呼吸量是301/min的基础上，上述生氧呼吸器的操作时间是4小时，其中此处使用的两个化学罐1的大小可以传送总计7200升的可呼吸空气。实际的操作时间可以更长或者也可以更短，因为其在相当程度上依赖于使用的特定条件并涉及使用者的生理条件，即呼吸的特性。利用压力传感器测定吸气管12中压力特征形式的吸气阻力，和在每个间隔20秒的实例中，测定呼吸循环中最大幅度的呼吸阻力并测定其循环数。由于在化学罐1中发生的放热反应使得吸入气体的温度改变，而且根据PV/T＝常数的关系，其体积也依赖于温度，因此也通过传感器单元19提供的温度传感器对吸入气体的温度进行持续地测定。在每个以20秒为间隔的实例中，由传感器单元19确定的数据(压力水平、呼吸循环次数和温度)通过分配器单元15被传送到一评估和显示器单元，在该单元处使用这些数据计算该时间间隔内被使用者吸入的吸入气体(消耗的)和每次从化学罐1中仍旧残留的呼吸空气体积中重复地扣除这一单位时间的吸入体积(从原始体积7200升开始)。按百分数计算在一特定时间的残气量并以百分数的方式将其呈现于评估和显示器单元20的显示器上。因此，使用者获得在现有条件下，在其使用的每一时间点上，涉及其自身实际消耗的呼吸体积的信息，即在特定时间点上仍旧残留的可呼气空气的体积。在显示器上，残气量也可以以“瓶填充程度”(bottle filling)的方式图示显示。如果达到一特定的残气量或者残气量下降，评估和显示器单元20利用一信号发送器产生一光学的和/或声学的信号。
参考表
1 化学罐
2 气体分配器
3 呼气袋
4 鼓风机
5 过量阀
6 呼气管
7 呼气阀
8 冷却套管
9 连接管
10 颗粒过滤器
11 吸气袋
12 吸气管
13 吸气阀
14 电源
15 分配器单元
16 自动启动装置
17 快速启动器
18 充电插座
19 传感器单元
20 评估和显示器单元
21 超氧化钾(KO2)颗粒，化学品
Claims (12)
1.一种用于测定电路控制的生氧呼吸器中可呼吸空气的残气量的方法，所述呼吸器使用至少一个化学罐，该化学罐被连接到一带有一体化(integrated)鼓风机的呼气袋和一带有吸气管的吸气袋上，其特征在于，在使用者吸气时，在该使用期间的预置的时间间隔分别确定所吸入空气的压力特征和温度以及呼吸循环的压力和循环次数，和考虑温度，由此开始计算在特定时间间隔中可呼吸空气的体积，并连续地将该体积从化学罐中的起始呼吸体积中扣除。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述残气量按百分数计算和显示。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述残气量以瓶填充程度的形式图示显示。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于在达到特定残气量时产生警报信号。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于所述时间间隔持续20秒。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，在极低呼吸或者无呼吸的情况下，将呼吸体积固定为20 l/min以测定残气量。
7.用于实现权利要求1所述方法的装置，所述方法用于一电路控制的生氧呼吸器，其使用至少一个化学罐，该化学罐被连接到一带有一体化鼓风机的呼气袋和一带有吸气管的吸气袋上，其特征在于，一分配给吸气管(12)的传感器单元(19)，所述传感器单元带有一用于测定吸气时的压力特征的压力传感器和一用于测定吸入空气的温度的温度传感器，以及一评估和显示器单元(20)，其通过一分配器单元(15)被连接到传感器单元(19)，所述评估和显示器单元被用于确定在预置时间间隔中呼吸循环的次数、呼吸循环的最大压力和吸入空气的温度，以及被用于计算被特定使用者在单位时间内吸入的空气体积和在特定时间点仍旧可用的可呼吸空气的残气量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述评估和显示器单元(20)具有一显示器，其用于可呼吸空气体积中残气量的百分数显示或图示显示。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述评估和显示器单元(20)具有一信号发送器，其用于特定残气量的光学和/或声学信号。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与分配器单元(15)连接的电源(14)、充电插座(18)、自动启动装置(16)以及快速启动器(17)，所述鼓风机(4)也与所述分配器单元(15)相连接。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，将一安全警报器集成到评估和显示器单元(20)。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述评估和显示器单元(20)具有一个涉及电源(14)容量、缺少电路装线或装线不合格，以及缺少快速启动器(17)或启动器失灵的故障显示器。
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Granted publication date: 20110525 Termination date: 20210323 |
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