CN106137645B - 一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统 - Google Patents

一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统，包括一个氧舱加减压主气路和氧舱控制气路，气源依次连接气控截止阀和气控先导减压阀后接入氧舱，构成氧舱的加减压主气路；气源除了连接气控截止阀外，还连接手动换向阀和精密减压阀，其中手动换向阀后端接气控截止阀的压力信号口和气控换向阀的压力信号口，精密减压阀后端接气控换向阀，气控换向阀后端接压力表和节流阀，节流阀后依次接气罐、气控先导减压阀的先导口，共同构成氧舱控制气路，通过控制先导口的压力实现对氧舱舱压的控制。本发明能使氧舱具备计算机自动控制系统的低操作强度、高自动化、高精度等优点，但却比计算机自动控制系统具有更高的安全性能和更低的制造成本。

Description

一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统
技术领域
本发明涉及一种氧舱控制系统，具体涉及一种采用气控系统模拟计算机控制的氧舱控制系统，属于智能控制技术领域。
背景技术
目前，我国医用单人氧气加压舱的控制系统大多都采用手动控制系统，该系统在氧舱管路上接入渐开式截止阀与流量计，通过调节截止阀开度来控制氧舱升降压速率，通过流量计读数反映升降压速率的估值。在实际使用中，手动控制系统需要操作者不断的调节截止阀开度来调整和保持氧舱的升降压速率；在氧舱达到治疗压力后，操作者还要手动关闭截止阀来停止氧舱加压。氧舱手动控制系统成本低廉，但却存在有操作强度大，控制精度低，自动化程度低，安全性低的缺陷。
另外，我国还有少量的医用单人氧气加压舱采用了计算机自动控制系统，该系统在氧舱管路上接入了电控阀，使用专门的计算机软件控制电控阀的输入信号，同时设置了传感器检测并反馈舱压、氧浓度等参数来配合计算机软件调整电控阀的输入信号，从而实现氧舱控制功能。操作者只需设定治疗压力、升降压速率等参数后启动氧舱，则氧舱会按照设定好的参数自动运行工作。计算机自动控制系统大大降低了操作者的操作强度，提高了自动化程度，在控制精度上也有很大提升。但是，氧气加压舱的管道介质为医用氧气，具有极强的助燃性，而电控阀启动的瞬间电流就是一个潜在的引燃源。所以在实际应用中，电控阀还需要进行特殊处理（如防爆处理等）。再者电控阀靠电信号驱动，本身就是一个电磁辐射源，加大了氧舱设备的EMC设计难度。故一台计算机自动控制系统的医用氧舱的生产成本是巨大的。
发明内容
为了克服氧舱手动控制系统和计算机自动控制系统的弊端，吸收上述两种控制系统的优点，本发明采用气动逻辑元件和气动阀件搭建了一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统。该系统能和计算机自动控制系统一样实现氧舱的治疗压力设定、升降压速率设定、启动后氧舱自动运行等自动化控制。且管道上无电控阀，在医用氧气介质条件下无安全隐患，氧舱设备的EMC设计难度也相对简单。
本发明解决该问题的技术方案是：
一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统，包括一个氧舱加减压主气路和氧舱控制气路，其特征在于：
气源依次连接气控截止阀和气控先导减压阀后接入氧舱，构成氧舱的加减压主气路；
气源除了连接气控截止阀外，还连接手动换向阀和精密减压阀，其中手动换向阀后端接气控截止阀的压力信号口和气控换向阀的压力信号口，精密减压阀后端接气控换向阀，气控换向阀后端接压力表和节流阀，节流阀后依次接气罐、气控先导减压阀的先导口，共同构成氧舱控制气路，通过控制先导口的压力实现对氧舱舱压的控制。
本发明的有益效果是：该系统能和计算机自动控制系统一样实现氧舱的治疗压力设定、升降压速率设定、启动后氧舱自动运行等自动化控制。且管道上无电控阀，在医用氧气介质条件下无安全隐患，氧舱设备的EMC设计难度也相对简单。使氧舱具备计算机自动控制系统的低操作强度、高自动化、高精度等优点，但却比计算机自动控制系统具有更高的安全性能和更低的制造成本。
附图说明
图1为本发明气控氧舱控制系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统，包括一个氧舱加减压主气路和氧舱控制气路，
气源（1）依次连接气控截止阀（9）和气控先导减压阀（8）后接入氧舱，构成氧舱的加减压主气路；
气源（1）除了连接气控截止阀（9）外，还连接手动换向阀（2）和精密减压阀（3），其中手动换向阀（2）后端接气控截止阀（9）的压力信号口和气控换向阀（4）的压力信号口，精密减压阀（3）后端接气控换向阀（4），气控换向阀（4）后端接压力表（5）和节流阀（6），节流阀（6）后依次接气罐（7）、气控先导减压阀（8）的先导口，共同构成氧舱控制气路，通过控制先导口的压力实现对氧舱舱压的控制。
其工作原理是：打开气源（1），调节精密减压阀（3）对阀后压力进行压力设定工作。此时，可通过压力表（5）检测并查看所设定的压力值。设定好压力后，再对节流阀（6）进行开度设定，预控制该管路上的流量。然后打开手动换向阀（2），气控换向阀（4）压力信号口得气后则换向接入节流阀（6），此时压力表（5）断开且压力值将一直显示为设定压力。同时气控截止阀（9）压力信号口也得气后开启，气控先导减压阀（8）进气口与气源相连。此时，气体流经精密减压阀（3）、节流阀（6）对气罐（7）进行加压，气罐（7）压力建立后对气控先导减压阀（8）的先导口提供压力信号，则气控先导减压阀（8）开启，氧舱进行加压。当气罐（7）加压到设定压力后，精密减压阀（3）关闭，气罐（7）停止加压并保持恒定压力，即气控先导减压阀（8）先导口的压力信号恒定，则氧舱到达设定压力后，气控先导减压阀（8）关闭，氧舱停止加压。
需要减压时，可关闭手动换向阀（2），则气控截止阀（9）压力信号口失气后关闭，同时气控换向阀（4）压力信号口失气后重新连接压力表（5）。调节精密减压阀（3）对阀后压力进行压力设定工作（设定为0或低于开始设定的压力）。再次开启手动换向阀（2），此时，由于气罐（7）内的压力高于精密减压阀（3）设定的压力，则气罐（7）通过精密减压阀（3）的溢流口减压，即气控先导减压阀（8）先导口的压力信号减压。当氧舱内的压力高于气控先导减压阀（8）先导口的压力时，气控先导减压阀（8）溢流口开启，氧舱减压。当气罐（7）减压到设定压力后，精密减压阀（3）停止溢流，气罐（7）停止减压并保持恒定压力，即气控先导减压阀（8）先导口的压力信号恒定，则氧舱到达设定压力后，气控先导减压阀（8）溢流口关闭，氧舱停止减压。
整个控制过程中，由精密减压阀（3）设定并控制气罐（7）的压力从而达到控制氧舱舱内压力的目的。由节流阀（6）设定并控制气罐（7）的升降压速率从而达到控制氧舱升降压速率的目的。

Claims (1)

1.一种模拟计算机控制的气控氧舱控制系统，包括一个氧舱加减压主气路和氧舱控制气路，其特征在于：
气源（1）依次连接气控截止阀（9）和气控先导减压阀（8）后接入氧舱，构成氧舱的加减压主气路；
气源（1）除了连接气控截止阀（9）外，还连接手动换向阀（2）和精密减压阀（3），其中手动换向阀（2）后端接气控截止阀（9）的压力信号口和气控换向阀（4）的压力信号口，精密减压阀（3）后端接气控换向阀（4），气控换向阀（4）后端接压力表（5）和节流阀（6），节流阀（6）后依次接气罐（7）、气控先导减压阀（8）的先导口，共同构成氧舱控制气路，通过控制先导口的压力实现对氧舱舱压的控制。
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