CN106823094A - 一种急诊护理吸氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种急诊护理吸氧装置，包括主体，所述主体内腔的底部固定安装有加热箱，所述加热箱内腔的底部固定安装有加热管路，所述加热箱内腔的顶部固定安装有喷洒装置，所述喷洒装置顶部的左侧通过第一导管与溶液瓶连接，所述加热箱顶部的右侧固定安装有减振箱，所述减振箱内腔的底部固定安装有驱动电机，所述减振箱的顶部固定安装有混合箱，所述驱动电机的顶部通过传动轴与搅拌叶连接，所述混合箱内腔的顶部从左到右依次固定安装有温度检测装置、湿度检测装置和氧浓度检测装置，所述混合箱的右侧通过第四导管与过滤装置连接。本发明可有效控制混合气体配比，混合气体充分混合，有效地对氧气加热加湿，有效防止交叉感染。

Description

一种急诊护理吸氧装置

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种急诊护理吸氧装置。

背景技术

氧疗作为最常用的可直接改善低氧血症、促进组织新陈代谢、维持机体生命活动的一种治疗方法，也是治疗或辅助治疗很多疾病的重要方法，在临床及家庭治疗中已得到广泛的应用。

目前吸氧装置种类较多，然而多数的吸氧装置多为采用氧气管尾端插入加湿液中，对氧气直接加湿，这个方式难以精确控制氧气与加湿液的混合比，且混合不充分，混合气体的湿度难以保证，混合气体多为冷气体，对患者具有一定的刺激，且为了保证不发生交叉感染，多数设备为一次性设备，造成大量的资源浪费。

发明内容

本发明为解决目前吸氧装置种类较多难以精确控制氧气与加湿液的混合比，且混合不充分；多数设备为一次性设备，造成大量资源浪费的技术问题而提供一种可有效控制混合气体配比，混合气体充分混合，有效地对氧气加热加湿和可有效防止交叉感染的急诊护理吸氧装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明提供的急诊护理吸氧装置，所述急诊护理吸氧装置包括接头；所述接头的左侧通过弹性软管与三通接头连接，所述三通接头的顶部连接有第一导管，且第一导管上安装有第一电磁阀，所述三通接头的左侧通过第二导管与加热装置连接，且第二导管上安装有第二电磁阀，所述加热装置的内腔由横向分隔板分隔为上部空间和下部空间，所述横向分隔板的底部固定安装有洒水装置，所述洒水装置顶部的中心处连接有第三导管，所述第三导管的顶部套设有过滤罩，且过滤罩设置在上部空间内，所述第三导管上安装有第三电磁阀，且第三电磁阀嵌置在横向分隔板上，所述横向分隔板的底部从左到右依次设置有温度检测装置和湿度检测装置，所述下部空间内设置有加热管路，所述加热管路的右端与第二导管的左端连接，所述加热管路的左端与第四导管连接，且第四导管的左端设置在加热装置外壁的左侧，所述下部空间的左侧连接有第五导管，且第五导管设置在第四导管的上方，所述第五导管上安装有第四电磁阀；

所述接头的右端与汽车排气管连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的调制信号方差和定义如下：

将分析带宽内的接受信号的频谱均匀分成N段，每一段设为一个Block，第n(n＝1～N)段表示为nBlock，其计算的带宽范围是[FL+(n-1)Bs/N,FL+nBs/N]，其中FL是所要分析频段中最小的频点，分别计算每个Block的能量值得到向量E。其中E(1)表示1Block的能量，E(2)表示2block的能量，依此类推。最后对E求均值以及方差和根据前面的分析，噪声的σ_sum很小，而信号的σ_sum很大，因而由σ_sum就可以区分信号是否存在；

特别的，在N＝2时，还可以采用能量比值检测信号是否存在，具体做法是利用一个低频分量滤波器滤出分析带宽内低频分量信号，再利用一个高频分量滤波器滤出分析带宽内高频分量信号，然后再进行时域累积，得到低频分量的能量EL和高频分量的能量EH；

计算分析带宽内的低频和高频能量之比R＝EL/EH或者方差σ_sum；为提高算法的稳定性，比值门限可以设定为双门限，即门限C1，C2，若前一次没有检测出信号，且当前比值大于C2时表示有信号，若前一次检测出信号，且当前比值小于C1时表示没信号；其中C1<C2；

所述温度检测装置对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：

其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后可得到：

所述第三导管的上半部为多孔结构；

所述第五导管的左端与汽车空调管路连接；

所述加热装置顶部的左侧嵌置有密封塞。

进一步，所述湿度检测装置设置有作动器故障检测和识别单元：

故障检测观测器方法如下：

其中为估计的操纵面偏转，λ_i＞0；定义残差信号设计阈值则得到故障检测时间T_d当即表示为：

看出当时，表示无故障发生，反之，即有故障发生；

作动器故障识别方法如下：

观测器如下所示：

其中：γ^l为常数；当执行器未发生故障时，会出现u_i＝u_ci，这得到的因此会造成错误的辨识结果，故障检测将执行器未发生的情况检测出来，当检测出执行器发生故障，则启动故障识别单元，如果确认当前执行器未发生故障，则故障识别单元不予工作，即默认

进一步，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀设置有滤波器，所述滤波器为：

上式中g(x)为结构元素，f(x)为待处理原始信号，(x)表示利用结构元素g(x)对f(x)做开运算，(fΘg)(x)表示利用结构元素g(x)对f(x)做闭运算。采用递增结构元素：g＝[0.050.10.6]。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明实现了有效控制混合气体配比、混合气体充分混合、有效地对氧气加热加湿、有效防止交叉感染和设备操作便捷的目的；加湿液通过第一导管进入加热箱，第一电磁阀可有效控制第一导管的开合，结合液位检测装置检测溶液瓶内加湿液剩余量，进而可精确控制加湿液使用量，氧气经第二导管进入混合箱，第二电磁阀可有效控制第二导管的开合，进而可有效控制氧气输送量，实现了对混合气体配比的有效控制；减振箱内的驱动电机经传动轴带动搅拌叶转动，使得混合箱内的氧气和雾化的加湿液得到充分混合，有效避免传统设备无法充分混合的目的；加湿液通过加热箱内的加热管路加热雾化，后经第三导管进入混合箱，温度检测装置可有效地检测混合气体的温度，湿度检测装置可有效地检测混合气体的湿度，氧浓度检测装置可有效检测氧气浓度，实现了对混合气体温湿度和氧浓度的精确控制；混合气体通过第四导管经过滤装置进入患者的输氧管，过滤装置可有效地过滤进入第四导管的外部气体，单向阀可有效防止外部气体经第四导管进入混合箱，进而可有效地防止交叉感染，在设备使用完成后只需更换过滤装置即可；设备操作过程中，只需在加湿液用完时添加加湿液，通过将外部氧气管与第二导管连通，通过显示器设定设备运行程序，使用完成后更换过滤装置，便可完成设备的操作流程，降低了设备整体的操作难度。

附图说明

图1是本发明提供的急诊护理吸氧装置的结构示意图。

图2是本发明提供的急诊护理吸氧装置的外部结构示意图。

图中，1、主体；2、加热箱；3、加热管路；4、喷洒装置；5、第一导管；6、溶液瓶；7、第一电磁阀；8、液位检测装置；9、减振箱；10、驱动电机；11、混合箱；12、传动轴；13、搅拌叶；14、密封圈；15、第二导管；16、第二电磁阀；17、第三导管；18、第三电磁阀；19、温度检测装置；20、湿度检测装置；21、氧浓度检测装置；22、第四导管；23、过滤装置；24、指示灯；25、显示器；26、扬声器；27、注液塞；28、启停按钮；29、单向阀。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合图1和图2对本发明急诊护理吸氧装置的结构作详细的描述。

本发明实施例提供的急诊护理吸氧装置，包括主体1，所述主体1内腔的底部固定安装有加热箱2，所述加热箱2内腔的底部固定安装有加热管路3，所述加热箱2内腔的顶部固定安装有喷洒装置4，所述喷洒装置4顶部的左侧通过第一导管5与溶液瓶6连接，所述第一导管5上安装有第一电磁阀7，所述溶液瓶6的顶部与主体1内腔的顶部固定连接，所述溶液瓶6内腔左侧壁的顶部固定安装有液位检测装置8，所述加热箱2顶部的右侧固定安装有减振箱9，所述减振箱9内腔的底部固定安装有驱动电机10，所述减振箱9的顶部固定安装有混合箱11，所述驱动电机10的顶部通过传动轴12与搅拌叶13连接，且搅拌叶13设置在混合箱11的内腔中，所述传动轴12上套设有密封圈14，且密封圈14嵌置在混合箱11的底部，所述混合箱11顶部的左侧连接有第二导管15，所述第二导管15上安装有第二电磁阀16，且第二导管15的顶端设置在主体1的上方，所述加热箱2顶部的右侧通过第三导管17与混合箱11连接，且第三导管17上安装有第三电磁阀18，所述混合箱11内腔的顶部从左到右依次固定安装有温度检测装置19、湿度检测装置20和氧浓度检测装置21，所述混合箱11的右侧通过第四导管22与过滤装置23连接，且过滤装置23设置在主体1外壁的左侧，所述主体1的前端面从上到下依次设置有指示灯24、显示器25和扬声器26，所述主体1的顶部设置有与溶液瓶6相对应的注液塞27，所述显示器25的右侧设置有启停按钮28，所述显示器25具体为多点触控式电容屏，所述第四导管22上安装有单向阀29，且单向阀29设置在主体1的内腔中。

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的调制信号方差和定义如下：

将分析带宽内的接受信号的频谱均匀分成N段，每一段设为一个Block，第n(n＝1～N)段表示为nBlock，其计算的带宽范围是[FL+(n-1)Bs/N,FL+nBs/N]，其中FL是所要分析频段中最小的频点，分别计算每个Block的能量值得到向量E。其中E(1)表示1Block的能量，E(2)表示2block的能量，依此类推。最后对E求均值以及方差和根据前面的分析，噪声的σ_sum很小，而信号的σ_sum很大，因而由σ_sum就可以区分信号是否存在；

特别的，在N＝2时，还可以采用能量比值检测信号是否存在，具体做法是利用一个低频分量滤波器滤出分析带宽内低频分量信号，再利用一个高频分量滤波器滤出分析带宽内高频分量信号，然后再进行时域累积，得到低频分量的能量EL和高频分量的能量EH；

计算分析带宽内的低频和高频能量之比R＝EL/EH或者方差σ_sum；为提高算法的稳定性，比值门限可以设定为双门限，即门限C1，C2，若前一次没有检测出信号，且当前比值大于C2时表示有信号，若前一次检测出信号，且当前比值小于C1时表示没信号；其中C1<C2；

所述温度检测装置对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：

其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后可得到：

进一步，所述湿度检测装置设置有作动器故障检测和识别单元：

故障检测观测器方法如下：

其中为估计的操纵面偏转，λ_i＞0；定义残差信号设计阈值则得到故障检测时间T_d当即表示为：

看出当时，表示无故障发生，反之，即有故障发生；

作动器故障识别方法如下：

观测器如下所示：

其中：γ^l为常数；当执行器未发生故障时，会出现u_i＝u_ci，这得到的因此会造成错误的辨识结果，故障检测将执行器未发生的情况检测出来，当检测出执行器发生故障，则启动故障识别单元，如果确认当前执行器未发生故障，则故障识别单元不予工作，即默认

进一步，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀设置有滤波器，所述滤波器为：

上式中g(x)为结构元素，f(x)为待处理原始信号，(x)表示利用结构元素g(x)对f(x)做开运算，(fΘg)(x)表示利用结构元素g(x)对f(x)做闭运算。采用递增结构元素：g＝[0.050.10.6]。

工作原理：使用时，将加湿液注入溶液瓶6内，注液塞27能够有效地对溶液瓶6密封，加湿液经第一导管5进入喷洒装置4，并均匀喷洒在加热箱2内腔底部的加热管路3上，第一电磁阀7可有效控制第一导管5的开合，液位检测装置8可有效检测溶液瓶6内加湿液的剩余量，加热管路3对加湿液加热雾化，雾化后的加湿液经第三导管17进入混合箱11，第三电磁阀18可有效控制第三导管17的开合，氧气经第二导管15进入混合箱11，第二电磁阀16可有效控制第二导管15的开合，加热箱2顶部的减振箱9可有效地降低驱动电机10转动过程产生的振动对设备的影响，驱动电机10通过传动轴12带动搅拌叶13转动，进而可充分混合氧气和雾化的加湿液，密封圈14可有效地对传动轴12与混合箱11接触部分密封，混合箱11顶部的温度检测装置19可有效检测混合箱11内的温度，湿度检测装置20可检测混合箱11内的湿度，氧浓度检测装置21可有效检测混合箱11内的氧浓度，混合后的气体通过第四导管22进而过滤装置23，单向阀29可有效地防止外部气体经第四导管22进入混合箱11，过滤装置23可有效过滤外部气体，混合气体经过滤装置23输出到患者的吸氧管内，指示灯24可显示设备的工作状态，显示器25可显示设备运行信息，同时可设定设备运行程序，扬声器26可发出语音讯号，启停按钮28可控制设备的开启或关闭。

由于本发明实现了有效控制混合气体配比、混合气体充分混合、有效地对氧气加热加湿、有效防止交叉感染和设备操作便捷的目的；加湿液通过第一导管5进入加热箱2，第一电磁阀7可有效控制第一导管5的开合，结合液位检测装置8检测溶液瓶6内加湿液剩余量，进而可精确控制加湿液使用量，氧气经第二导管15进入混合箱11，第二电磁阀16可有效控制第二导管15的开合，进而可有效控制氧气输送量，实现了对混合气体配比的有效控制；减振箱9内的驱动电机10经传动轴12带动搅拌叶13转动，使得混合箱11内的氧气和雾化的加湿液得到充分混合，有效避免传统设备无法充分混合的目的；加湿液通过加热箱2内的加热管路3加热雾化，后经第三导管17进入混合箱11，温度检测装置19可有效地检测混合气体的温度，湿度检测装置20可有效地检测混合气体的湿度，氧浓度检测装置21可有效检测氧气浓度，实现了对混合气体温湿度和氧浓度的精确控制；混合气体通过第四导管22经过滤装置23进入患者的输氧管，过滤装置23可有效地过滤进入第四导管22的外部气体，单向阀29可有效防止外部气体经第四导管22进入混合箱11，进而可有效地防止交叉感染，在设备使用完成后只需更换过滤装置23即可；设备操作过程中，只需在加湿液用完时添加加湿液，通过将外部氧气管与第二导管15连通，通过显示器25设定设备运行程序，使用完成后更换过滤装置23，便可完成设备的操作流程，降低了设备整体的操作难度。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种急诊护理吸氧装置，其特征在于，所述急诊护理吸氧装置包括接头；所述接头的左侧通过弹性软管与三通接头连接，所述三通接头的顶部连接有第一导管，且第一导管上安装有第一电磁阀，所述三通接头的左侧通过第二导管与加热装置连接，且第二导管上安装有第二电磁阀，所述加热装置的内腔由横向分隔板分隔为上部空间和下部空间，所述横向分隔板的底部固定安装有洒水装置，所述洒水装置顶部的中心处连接有第三导管，所述第三导管的顶部套设有过滤罩，且过滤罩设置在上部空间内，所述第三导管上安装有第三电磁阀，且第三电磁阀嵌置在横向分隔板上，所述横向分隔板的底部从左到右依次设置有温度检测装置和湿度检测装置，所述下部空间内设置有加热管路，所述加热管路的右端与第二导管的左端连接，所述加热管路的左端与第四导管连接，且第四导管的左端设置在加热装置外壁的左侧，所述下部空间的左侧连接有第五导管，且第五导管设置在第四导管的上方，所述第五导管上安装有第四电磁阀；所述接头的右端与汽车排气管连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的调制信号方差和定义如下：

将分析带宽内的接受信号的频谱均匀分成N段，每一段设为一个Block，第n(n＝1～N)段表示为nBlock，其计算的带宽范围是[FL+(n-1)Bs/N,FL+nBs/N]，其中FL是所要分析频段中最小的频点，分别计算每个Block的能量值得到向量E；其中E(1)表示1Block的能量，E(2)表示2block的能量，依此类推；最后对E求均值以及方差和根据前面的分析，噪声的σ_sum很小，而信号的σ_sum很大，因而由σ_sum就可以区分信号是否存在；

特别的，在N＝2时，还可以采用能量比值检测信号是否存在，具体做法是利用一个低频分量滤波器滤出分析带宽内低频分量信号，再利用一个高频分量滤波器滤出分析带宽内高频分量信号，然后再进行时域累积，得到低频分量的能量EL和高频分量的能量EH；

计算分析带宽内的低频和高频能量之比R＝EL/EH或者方差σ_sum；为提高算法的稳定性，比值门限可以设定为双门限，即门限C1，C2，若前一次没有检测出信号，且当前比值大于C2时表示有信号，若前一次检测出信号，且当前比值小于C1时表示没信号；其中C1<C2；

所述温度检测装置对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：

$f\&lsqb;s\left(t\right)\&rsqb;=\frac{s\left(t\right)*ln\left|s\left(t\right)\right|}{\left|s\left(t\right)\right|}=s\left(t\right)c\left(t\right)$

其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，f_c表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后可得到：

$f\&lsqb;s\left(t\right)\&rsqb;=s\left(t\right)\frac{ln\left|Aa\left(m\right)\right|}{\left|Aa\left(m\right)\right|};$

所述第三导管的上半部为多孔结构；

所述第五导管的左端与汽车空调管路连接；

所述加热装置顶部的左侧嵌置有密封塞。

2.如权利要求1所述的急诊护理吸氧装置，其特征在于，所述湿度检测装置设置有作动器故障检测和识别单元：

故障检测观测器方法如下：

${\stackrel{\&CenterDot;}{u}}_i^o=-a_i(u_i-u_{ci})-{\mathrm{\&lambda;}}_i(u_i^o-u_i),i=1,...,8;$

其中为估计的操纵面偏转，λ_i＞0；定义残差信号设计阈值则得到故障检测时间T_d当即表示为：

$T_d\stackrel{\mathrm{\&Delta;}}{=}inf\underset{i=1}{\overset{8}{\&cup;}}\{t>T_0:|u_i^e|>\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{\&epsiv;}}_i}\};$

看出当时，表示无故障发生，反之，即有故障发生；

作动器故障识别方法如下：

观测器如下所示：

${\mathrm{\&Xi;}}_i^S:\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{u}}_i^s=-a_i{\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}_i(u_i-u_{ci})-{\mathrm{\&lambda;}}_i^s(u_i^s-u_i)\\ {\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}_i=sign\left(a_i{\tilde{u}}_i^s\right(u_i-u_{ci}))\end{array}\right.;$

${\mathrm{\&Xi;}}_i^{LOE}:\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{u}}_i^l=-a_i(u_i-{\hat{k}}_i{u}_{ci})-{\mathrm{\&lambda;}}_i^l(u_i^l-u_i)\\ {\stackrel{\&CenterDot;}{\hat{k}}}_i={\mathrm{Proj}}_{\&lsqb;o,1\&rsqb;}\{-{\mathrm{\&gamma;}}^l{a}_i{\tilde{u}}_i^l{u}_{ci}\}\end{array}\right.;$

其中：γ^l为常数；当执行器未发生故障时，会出现u_i＝u_ci，这得到的因此会造成错误的辨识结果，故障检测将执行器未发生的情况检测出来，当检测出执行器发生故障，则启动故障识别单元，如果确认当前执行器未发生故障，则故障识别单元不予工作，即默认

3.如权利要求1所述的急诊护理吸氧装置，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀设置有滤波器，所述滤波器为：

$G_{grad}\left(f\right)=(f\&CirclePlus;g)\left(x\right)-\left(f\mathrm{\&Theta;}g\right)\left(x\right);$

上式中g(x)为结构元素，f(x)为待处理原始信号，表示利用结构元素g(x)对f(x)做开运算，(fΘg)(x)表示利用结构元素g(x)对f(x)做闭运算；采用递增结构元素：g＝[0.05 0.1 0.6]。