CN105999577B - 一种氧源控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧源控制方法，属于供氧系统技术领域。采用数字式电控调节技术，具有采集座舱高度数据、压力调节、状态告警、故障信息功能，提高控制精度，可以根据不同任务构型和不同人员流量进行压力控制，提供了一种满足人体供氧生理需求的高可靠性、稳定的调节控制和告警曲线。

Description

一种氧源控制方法
技术领域
本发明属于供氧系统技术领域，具体涉及一种氧源控制方法。
背景技术
针对军用运输机人货构型、伞兵、单层和双层武装士兵构型，人员变化大的特点，采用传统的真空膜盒、直接式调节技术，导致高度-流量控制精度差、氧源和调节结构及管网过于庞大问题。
发明内容
本发明的目的：为解决上述问题，提供一种氧源控制方法，采用阶梯式的座舱高度—输出压力控制率，设置有可靠性高且稳定的调节控制和告警曲线，满足了人体供氧生理需求。
本发明的技术方案：一种氧源控制方法，包括以下步骤：
步骤一,设定控制目标压力值和控制目标值的误差范围；
步骤二,设定告警目标压力值的上限值和告警目标压力值的下限值；
步骤三,采集调压腔的压力值；
当采集的压力值大于控制目标压力值时，压差＝压力采集值-控制目标值；
a)压差大于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，打开出气电磁阀；
b)压差小于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
当采集的压力值小于控制目标压力值时，压差＝控制目标值-压力采集值；
c)压差大于控制目标值的误差范围，则打开进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
d)压差小于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
步骤四，设定压差的报警误差范围；
当压力采集值大于告警目标压力值的上限值时，或者压力采集值小于告警目标压力值的下限值
告警压差＝|压力采集值-告警目标压力值的上限值或下限值|；
e)告警压差大于设置的报警误差范围时，发出故障信号，指示灯熄灭；
f)当告警压差小于设置的报警误差范围时，发出正常工作信号。
优选地，所述步骤三和步骤四采用阶梯式的座舱高度—输出压力控制率进行压力调节和告警。
优选地，所述步骤一的控制目标压力值按保持2.5KM高度上肺泡氧分压9.1Pa标准来设定。
优选地，所述步骤二的告警目标值的下限值3km～7.5km按3km等效生理供氧高度进行告警，8km以上按4km等效生理供氧高度进行告警。
优选地，所述步骤二的告警目标值的上限值按输出压力最大值的1.1倍进行告警。
优选地，所述阶梯式的座舱高度—输出压力控制率方法，分为6段分别进行控制。
本发明的技术有益效果：采用数字式电控调节技术，提高高度—流量控制精度，可以根据不同任务构型和不同人员流量进行压力控制。提供了一种满足人体供氧生理需求，高可靠性、稳定的调节控制和告警曲线。
附图说明
图1为本发明一种氧源控制方法的一优选实施例的压力控制模块示意图。
图2为本发明一种氧源控制方法的一优选实施例的告警模块示意图。
图3为本发明一种氧源控制方法的一优选实施例的座舱高度—压力对应示意图。
图4为本发明一种氧源控制方法的一优选实施例的座舱高度—压力告警对应示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，请参阅图1至图4；
本发明一种氧源控制方法，采用数字式电控调节技术，可分别控制不同任务构型和不同人员-流量的氧源压力；采集座舱高度数据调节座舱压力、进行状态告警和故障信息采集和输出为一体的系控制方法。
氧气系统的乘员供氧技术采用座舱高度-供氧流量的对应关系，不同高度所需的座舱压力不同，分段进行控制，优选地分为6段进行控制，设定不同阶段的标准压力目标值(如图3所示)，设定不同阶段的压力预警值(如图4所示)采用小定径孔限流技术，通过公式(1-1)和(1-2)计算供氧流量对应的压力，用于系统控制和告警。
Q—通过限流孔的体积流量(L/min NTPD)；
μ—流量系数(与定径孔形式有关)；
f—限流孔面积(cm2)；
P0—入口绝对压力(kg/cm2)；
P1—出口绝对压力(kg/cm2)；
ε＝P1/P0；
E—常数 氧气为7.10×104；
E*—常数 氧气为1.84×104。
由公式(1-1)和(1-2)计算输出流量对应的压力，同样也是氧气调节器的采集压力值。
步骤一，按照保持2.5KM高度上肺泡氧分压9.1Pa标准来设定控制目标压力值和控制目标值的误差范围。
步骤二，设定告警目标值的下限值，3km～7.5km按3km等效生理供氧高度对应的标准压力值，8km以上按4km等效生理供氧高度对应的压力值进行告警；设定告警目标值的上限值，限值按输出压力最大值的1.1倍进行告警。
步骤三，如图1所示：系统通过控制氧气调节器的进出气电磁阀的通断，调节调压腔的压力值，控制出口输出压力。当氧气调节器的出口压力值大于控制目标压力值的误差时，关闭进气电磁阀，打开出气电磁阀，以降低调压腔压力，从而减小出口压力值。当氧气调节器的出口压力值小于控制目标压力值的误差时，打开进气电磁阀，关闭出气电磁阀，以增加调压腔压力，从而增大出口压力值。
步骤四：如图2所示：如果氧气调节器进/出气电磁阀故障或压力采集故障，压力采集值低于上限值或高于下限值且超出设定报警误差范围，则输出系统故障信号，熄灭状态指示灯和故障信息进入中央维护系统。
由系统控制原理可知，输出压力是通过电磁阀的关断来调节输出压力，如果采用传统的座舱高度-输出压力拟合连续曲线，电磁阀将频繁关断，导致系统故障率增大，减少电池阀的使用寿命。
本发明一种氧源控制方法，集采集座舱高度数据、压力调节、状态告警、故障信息采集为一体的系统控制方法；可以根据不同任务构型和不同人员流量进行压力控制，具有高可靠性、稳定的调节控制和告警曲线，提高了高度—流量控制精度，满足人体供氧生理需求。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种氧源控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤一,设定控制目标压力值和控制目标值的误差范围；
步骤二,设定告警目标压力值的上限值和告警目标压力值的下限值；
步骤三,采集调压腔的压力值；
当采集的压力值大于控制目标压力值时，压差＝压力采集值-控制目标值；
a)压差大于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，打开出气电磁阀；
b)压差小于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
当采集的压力值小于控制目标压力值时，压差＝控制目标值-压力采集值；
c)压差大于控制目标值的误差范围，则打开进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
d)压差小于控制目标值的误差范围，则关闭进气电磁阀，关闭出气电磁阀；
步骤四，设定压差的报警误差范围；
当压力采集值大于告警目标压力值的上限值时，或者压力采集值小于告警目标压力值的下限值
告警压差＝|压力采集值-告警目标压力值的上限值或下限值|；
e)告警压差大于设置的报警误差范围时，发出故障信号，指示灯熄灭；
f)当告警压差小于设置的报警误差范围时，发出正常工作信号。
2.根据权利要求1所述的一种氧源控制方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四采用阶梯式的座舱高度—输出压力控制率进行压力调节和告警。
3.根据权利要求1所述的一种氧源控制方法，其特征在于：所述步骤一的控制目标压力值按保持2.5KM高度上肺泡氧分压9.1Pa标准来设定。
4.根据权利要求1所述的一种氧源控制方法，其特征在于：所述步骤二的告警目标值的下限值3km～7.5km按3km等效生理供氧高度进行告警，8km以上按4km等效生理供氧高度进行告警。
5.根据权利要求1所述的一种氧源控制方法，其特征在于：所述步骤二的告警目标值的上限值按输出压力最大值的1.1倍进行告警。
6.根据权利要求2所述的一种氧源控制方法，其特征在于：所述阶梯式的座舱高度—输出压力控制率方法，分为6段分别进行控制。
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