CN103076068B - 麻醉机流量计的标校方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麻醉机流量计的标校方法和装置。该麻醉机流量计的标校方法包括：获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及根据各区间样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。通过本发明，能够获得准确的流量计的标校曲线，从而提高了麻醉机流量计标校的准确性。

Description

麻醉机流量计的标校方法和装置

技术领域

本发明涉及麻醉机领域，具体而言，涉及一种麻醉机流量计的标校方法和装置。

背景技术

麻醉机工作期间，使用流量计不仅给回路中补充新鲜的气体、调节吸入气氧浓度，还可以将蒸发器中麻醉气体带入到回路中。在麻醉机的实际工作过程中气体的总流量是由吸气阀和流量计同时控制，因此，在控制吸气阀的气体流量时，需要获知流量计给出气体的流量。

目前，获知流量计气体流量的方法为：对流量计进行标校，获得流量计气体流量和流量计回路管道压力之间的关系曲线；在流量计使用过程中，实时通过压力传感器检测流量计回路管道压力，根据标校获得的流量和压力关系曲线，确定流量计的气体流量。

从上述步骤可以看出，流量计的标校成为整个方法的关键性步骤，流量和压力关系曲线的准确性直接影响着获知的流量计气体流量的准确性。而现有技术中，流量和压力关系曲线准确性差，据此关系曲线获知的流量计气体流量必然存在很大的误差，从而导致麻醉机气体的总流量出现误差，影响麻醉机的正常使用。

针对相关技术中麻醉机流量计标校准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种麻醉机流量计的标校方法和装置，以解决麻醉机流量计标校准确性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种麻醉机流量计的标校方法。

根据本发明的麻醉机流量计的标校方法包括：获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及根据各区间样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。

进一步地，在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数包括：在多个插值节点构成的区间内进行三次样条插值以获得各区间的三次样条函数。

进一步地，获取多个插值节点包括：获取n+1个插值节点(x0，y0)，(x1，y1)，…，(xn，yn)，其中，x0，x1，…，xn为麻醉机流量计回路管道压力，y0，y1，…，yn为管道压力对应的流量计的气体流量，其中，n为自然数。

进一步地，n为4，5或6。

进一步地，在获取多个插值节点后，该方法还包括：判断多个插值节点的单调性；以及在多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。

进一步地，获取多个插值节点包括：控制压力传感器检测麻醉机流量计回路的管道压力；控制麻醉机流量计的气体流量为零；控制麻醉机的新鲜气体开关切换至麻醉机的通用气体出口；控制流量测仪连接至通用气体出口以检测流量计的气体流量；以及根据压力传感器检测的管道压力和流量测仪检测的气体流量，生成多个插值节点。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种麻醉机流量计的标校装置。

根据本发明的麻醉机流量计的标校装置包括：获取模块，用于获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；插值模块，用于在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及绘制模块，用于根据各区间样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。

进一步地，插值模块包括第一插值子模块，用于在多个插值节点构成的区间内进行三次样条插值以获得各区间的三次样条函数。

进一步地，该装置还包括：判断模块，用于判断多个插值节点的单调性，其中，获取模块还用于在多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。

进一步地，获取模块包括：第一控制子模块，用于控制压力传感器检测麻醉机流量计回路的管道压力；第二控制子模块，用于控制麻醉机流量计的气体流量为零；第三控制子模块，用于控制麻醉机的新鲜气体开关切换至麻醉机的通用气体出口；第四控制子模块，用于控制流量测仪连接至通用气体出口以检测流量计的气体流量；以及生成模块，用于根据压力传感器检测的管道压力和流量测仪检测的气体流量，生成多个插值节点。

通过本发明，采用包括以下步骤的麻醉机流量计的标校方法：获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；在插值节点构成的区间内进行样条插值获得样条函数，根据样条函数绘制标校曲线，解决了麻醉机流量计标校准确性差的问题，进而达到了提高麻醉机流量计标校准确性的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的麻醉机流量计的标校方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施例的麻醉机流量计的标校方法的流程图；以及

图3是根据本发明实施例的麻醉机流量计的标校装置的框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明第一实施例的麻醉机流量计的标校方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S106：

步骤S102：获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点。

该步骤具体为：获取n+1个插值节点(x0，y0)，(x1，y1)，…，(xn，yn)，其中，x0，x1，…，xn为麻醉机流量计回路管道压力，y0，y1，…，yn为管道压力对应的流量计的气体流量，其中，n为自然数。

在实际操作的过程中，为了保证获取节点的有效性，优选地，在步骤S102后，该方法还包括：判断多个插值节点的单调性；以及在多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。采用该优选实施方式，能够提高该方法的准确性，以获得准确的麻醉机流量计的标校曲线。

优选地，步骤S102具体通过以下步骤S1至步骤S2实现：步骤S1，控制压力传感器检测麻醉机流量计回路的管道压力；步骤S2，控制麻醉机流量计的气体流量为零；步骤S3，控制麻醉机的新鲜气体开关切换至麻醉机的通用气体出口；步骤S4，控制流量测仪连接至通用气体出口以检测流量计的气体流量；步骤S5，根据压力传感器检测的管道压力和流量测仪检测的气体流量，生成多个插值节点，其中，管道压力具体表现为压力传感器输入口与输出口的压力差。采用该优选实施方式，能够获取正确的插值节点，保证了插值所得样条函数的正确。

步骤S104：在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数。

步骤S106：根据各区间样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。

在该实施例中，获取流量计回路管道压力及其对应的流量计气体流量的节点作为插值节点，进行样条插值获得样条函数，根据样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线，精度高，误差小，据此标校曲线，在检测到管道压力后，能够得出准确的气体流量，从而提高了麻醉机气体总流量的控制精度。

优选地，在步骤S104中，使用三次样条插值获得各区间的三次样条函数，在进行三次样条插值时，步骤S102中的“多个”优选为5～7。

采用该优选实施方式，使用三次样条曲线插值算法对流量计进行标校，需要较少的点就能得到平滑、清晰的标校曲线，而且得出的标校结果精确。

图2是根据本发明第二实施例的麻醉机流量计的标校方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

S1.将所有流量计设置为0L/min。

S2.新鲜气体开关切换到通用气体出口(即CGO)。

S3.连接流量测仪到CGO。

S4.确定5～7个插值节点(x0，x1，x2，...xn)，以及对应的函数值(y0，y1，y2，...yn)。

S5.对输入的插值结点进行判断是否单调，否的话退出标校，是的话执行以下步骤。

S6.采用三次样条插值，所以在每个区间多是三次的函数，有4个待定系数，一共有n个区间，因此一共要确定4n个系数。根据线性条件可以确定3n-3个条件，再加上插值点的信息又可以确定n+1个条件，最后再加上边界条件(本专利使用的是非扭结条件)确定的2个条件，就可以确定4n个条件，从而解出4n个系数，能够初始化出一个对角占优的三对角线矩阵。

S7.使用追赶法解出步骤6的矩阵，从而得到三次样条插值函数各个系数的值，这样就得到了各个区间的三次样条函数。

S8.绘制出各个区间的三次样条曲线，最后连接在一起的平滑曲线即为麻醉机流量计的标校曲线。

S9.流量计标校完成。

图3是根据本发明实施例的麻醉机流量计的标校装置的框图，如图3所示，该装置包括：获取模块10，用于获取多个插值节点，其中，插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；插值模块20，用于在多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及绘制模块30，用于根据各区间样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。

在该实施例中，首先通过获取模块10获取流量计回路管道压力及其对应的流量计气体流量的节点作为插值节点，差值模块20进行样条插值获得样条函数，绘制模块30根据样条函数绘制麻醉机流量计的标校曲线。使用该麻醉机流量计的标校装置，获得的标校曲线精度高，误差小。因此，据此标校曲线，在检测到管道压力后，能够得出准确的气体流量，从而提高了麻醉机气体总流量的控制精度。

优选地，插值模块包括第一插值子模块，用于在多个插值节点构成的区间内进行三次样条插值以获得各区间的三次样条函数。采用该优选实施方式，通过三次样条曲线插值算法对流量计进行标校，需要较少的点就能得到平滑、清晰的标校曲线，而且得出的标校结果精确。

优选地，该装置还包括：判断模块，用于判断多个插值节点的单调性，其中，获取模块还用于在多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。采用该优选实施方式，在对获取的插值点进行样条插值时，进行单调性的判断，能够保证获取的插值节点的有效性，从而能够提高该装置的准确性，能够获得准确的麻醉机流量计的标校曲线。

优选地，获取模块包括：第一控制子模块，用于控制压力传感器检测麻醉机流量计回路的管道压力；第二控制子模块，用于控制麻醉机流量计的气体流量为零；第三控制子模块，用于控制麻醉机的新鲜气体开关切换至麻醉机的通用气体出口；第四控制子模块，用于控制流量测仪连接至通用气体出口以检测流量计的气体流量；以及生成模块，用于根据压力传感器检测的管道压力和流量测仪检测的气体流量，生成多个插值节点。采用该优选实施方式，能够获取正确的插值节点，保证了插值所得样条函数的正确。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：使用样条插值算法对流量计已知的管道压力和气体流量节点进行插值计算，获得的标校曲线精度高，误差小，从而在检测到管道压力后，能够得出准确的气体流量，提高了麻醉机气体总流量的控制精度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种麻醉机流量计的标校方法，其特征在于，包括：

获取多个插值节点，其中，所述插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；

在所述多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及

根据所述各区间样条函数绘制所述麻醉机流量计的标校曲线,

其中，获取多个插值节点包括：

控制压力传感器检测所述麻醉机流量计回路的管道压力；

控制所述麻醉机流量计的气体流量为零；

控制所述麻醉机的新鲜气体开关切换至所述麻醉机的通用气体出口；

控制流量测仪连接至所述通用气体出口以检测所述流量计的气体流量；以及

根据所述压力传感器检测的管道压力和所述流量测仪检测的气体流量，生成所述多个插值节点。

2.根据权利要求1所述的麻醉机流量计的标校方法，其特征在于，在所述多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数包括：

在所述多个插值节点构成的区间内进行三次样条插值以获得各区间的三次样条函数。

3.根据权利要求2所述的麻醉机流量计的标校方法，其特征在于，获取多个插值节点包括：

获取n+1个插值节点(x0，y0)，(x1，y1)，…，(xn，yn)，其中，x0，x1,…，xn为麻醉机流量计回路管道压力，y0，y1,…，yn为所述管道压力对应的流量计的气体流量，其中，n为自然数。

4.根据权利要求3所述的麻醉机流量计的标校方法，其特征在于，所述n为4，5或6。

5.根据权利要求1所述的麻醉机流量计的标校方法，其特征在于，在获取多个插值节点后，所述方法还包括：

判断所述多个插值节点的单调性；以及

在所述多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。

6.一种麻醉机流量计的标校装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多个插值节点，其中，所述插值节点为麻醉机流量计回路管道压力及其对应的流量计的气体流量的节点；

插值模块，用于在所述多个插值节点构成的区间内进行样条插值以获得各区间的样条函数；以及

绘制模块，用于根据所述各区间样条函数绘制所述麻醉机流量计的标校曲线，

其中，所述获取模块包括：

第一控制子模块，用于控制压力传感器检测所述麻醉机流量计回路的管道压力；

第二控制子模块，用于控制所述麻醉机流量计的气体流量为零；

第三控制子模块，用于控制所述麻醉机的新鲜气体开关切换至所述麻醉机的通用气体出口；

第四控制子模块，用于控制流量测仪连接至所述通用气体出口以检测所述流量计的气体流量；以及

生成模块，用于根据所述压力传感器检测的管道压力和所述流量测仪检测的气体流量，生成所述多个插值节点。

7.根据权利要求6所述的麻醉机流量计的标校装置，其特征在于，所述插值模块包括第一插值子模块，用于在所述多个插值节点构成的区间内进行三次样条插值以获得各区间的三次样条函数。

8.根据权利要求6所述的麻醉机流量计的标校装置，其特征在于，还包括：

判断模块，用于判断所述多个插值节点的单调性，

其中，所述获取模块还用于在所述多个插值节点不具有单调性时，重新获取多个插值节点。