CN108310584A - 呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，包括呼吸湿化治疗仪主机、湿化器、储水容器、输送机构、进气气道以及加温呼吸管路，所述进气气道设有流量传感器以及湿度传感器，所述输送机构上设有水流传感器，所述呼吸湿化治疗仪主机配置有微控制单元。与相关技术相比，本发明的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统简捷有效，实时准确，本发明的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法步骤简洁有效，测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸湿化治疗仪湿化量控制技术领域，尤其涉及一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统及方法。
背景技术
呼吸装置(如呼吸湿化治疗仪)通常具有改变可呼吸气体湿度的能力，以便减少患者气道干燥和由于气道干燥所引起的患者不适及相关的并发症。使用放置在气流发生器和患者之间湿化器可产生湿化气体，使鼻黏膜的干燥最小化并增加了患者气道的舒适性。
根据国家标准等相关规定对呼吸装置相关产品的要求，需要对呼吸湿化治疗仪输出的湿化量进行测量，但相关技术中的呼吸湿化治疗仪尚无便捷有效、实时准确的湿化量输出测量系统及相应的测量方法，如称重测量的方式，依赖人工操作，不能实时准确测量；如通过在湿化器的湿化气体输出端设置温湿度传感器的方式，结构复杂繁琐，温湿度传感器与呼吸湿化治疗仪之间的连接结构设置不便，由于温湿度传感器的设置处易产生冷凝水，故对温湿度传感器的设计、生产要求极高，且温湿度传感器易损坏，或者输出错误数据。从而相关技术中的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统存在结构复杂繁琐、湿化量测量有效性差、准确度低、实时性差的不足。
因此，实有必要提供一种新的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统及方法来克服上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种便捷有效、实时准确的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统及方法。
本发明提供了一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，其包括呼吸湿化治疗仪主机、湿化器、储水容器、输送机构、进气气道以及加温呼吸管路，所述湿化器包括进气口和出气口，湿化器的进气口通过进气气道与所述呼吸湿化治疗仪主机相连，所述湿化器的出气口通过所述加温呼吸管路与用户相连，所述输送机构将水流从所述储水容器中输送至所述湿化器内，所述进气气道设有流量传感器以及湿度传感器，所述输送机构上设有水流传感器，所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器均与所述呼吸湿化治疗仪主机电讯号连接，所述呼吸湿化治疗仪主机包括微控制单元，所述微控制单元根据所述水流传感器测量的实时水流流速计算实时时刻内所述储水容器流入所述湿化器的输送水量；再根据所述流量传感器检测的实时气体流速以及所述湿度传感器测量的实时绝对湿度，计算出实时时刻内气体在进入所述湿化器前的含水量；然后根据所述流量传感器检测的实时气体流速计算实时时刻内进入所述湿化器的气体体积；最后结合所述输送水量、含水量以及气体体积计算出实时的湿化量。
优选的，所述呼吸湿化治疗仪主机包括涡轮和单向阀，所述进气气道连接所述涡轮与所述湿化器的进气口，所述单向阀位于所述进气气道上，所述流量传感器和所述湿度传感器靠近所述单向阀。
优选的，所述储水容器为水瓶或水袋。
优选的，所述输送机构为输液管。
本发明还提供了一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其包括，
提供呼吸湿化治疗仪主机、湿化器、储水容器、输送机构、进气气道以及加温呼吸管路，所述湿化器包括进气口和出气口，湿化器的进气口通过进气气道与所述呼吸湿化治疗仪主机相连，所述湿化器的出气口通过所述加温呼吸管路与用户相连，所述输送机构将水流从所述储水容器中输送至所述湿化器内，所述进气气道设有流量传感器以及湿度传感器，所述输送机构上设有水流传感器，所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器均与所述呼吸湿化治疗仪主机电讯号连接，所述呼吸湿化治疗仪主机配置用于处理所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器所检测数据的微控制单元；
该测量方法还包括如下步骤：
S1、运用微控制单元，通过水流传感器测量的实时水流流速F1，计算t时刻内储水容器流入湿化器的输送水量M1；
S2、通过流量传感器检测的实时气体流速F，结合湿度传感器测量的实时绝对湿度AH，运用微控制单元，计算出t时刻内气体在进入湿化器前的含水量M2；
S3、通过流量传感器检测的实时气体流速F，运用微控制单元，计算t时刻内进入湿化器的气体体积V；
S4、结合输送水量M1、含水量M2以及气体体积V，计算出t时刻的湿化量OH。
优选的，步骤S1中，其中，ρ为水的密度，F1为水流流速。
优选的，步骤S2中，
优选的，步骤S3中，
优选的，步骤S4中，OH＝(M1+M2)/V。
优选的，所述呼吸湿化治疗仪主机包括涡轮和单向阀，所述进气气道连接所述涡轮与所述湿化器的进气口，所述单向阀位于所述进气气道上，所述流量传感器和所述湿度传感器靠近所述单向阀，所述储水容器为水瓶或水袋，所述输送机构为输液管。
与相关技术相比，本发明提供的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统便捷有效；湿度传感器的设置位置，既简化了系统结构，又保障了整个系统的正常运行，还摆脱了冷凝水的影响，使湿度传感器不易损坏，数据输出准确，且降低了对湿度传感器的生产和设计要求，降低了成本；更为重要的是，该系统不仅支持实时湿化量测量，测量的准确度也获得了进一步提升。本发明提供的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，步骤简洁有效，测量精度高。
附图说明
图1为本发明呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
参照图1所示，本实施方式提供了一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，包括呼吸湿化治疗仪主机1、湿化器2、储水容器3、输送机构5、进气气道6以及加温呼吸管路7。
所述湿化器2包括进气口21和出气口22，湿化器2的进气口21通过进气气道6与所述呼吸湿化治疗仪主机1相连，所述湿化器2的出气口22通过所述加温呼吸管路7与用户相连。
所述输送机构5将水流从所述储水容器3中输送至所述湿化器2内。
所述进气气道6设有流量传感器61以及湿度传感器62，所述输送机构5上设有水流传感器4，所述流量传感器61、湿度传感器62以及水流传感器4均与所述呼吸湿化治疗仪主机1电讯号连接。
所述呼吸湿化治疗仪主机1包括微控制单元，所述微控制单元根据水流传感器测量的实时水流流速计算实时时刻内储水容器流入湿化器的输送水量；再根据流量传感器检测的实时气体流速以及湿度传感器测量的实时绝对湿度，计算出实时时刻内气体在进入湿化器前的含水量；然后根据流量传感器检测的实时气体流速计算实时时刻内进入湿化器的气体体积；最后结合输送水量、含水量以及气体体积计算出实时湿化量。
本实施方式提供的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统搭配了3个传感器，流量传感器61和湿度传感器62位于进气气道6上，与呼吸湿化治疗仪主机1相连，无需接外置连接结构，仅水流传感器4需接外置连接结构与呼吸湿化治疗仪主机1电讯号连接，整个系统便捷有效；湿度传感器的设置位置，既简化了系统结构，又保障了整个系统的正常运行，还摆脱了冷凝水的影响，使湿度传感器不易损坏，数据输出准确，且降低了对湿度传感器的生产和设计要求，降低了成本；更为重要的是，该系统支持实时湿化量测量，且准确度获得了进一步提升。
进一步地，所述呼吸湿化治疗仪主机1包括涡轮(未图示)和单向阀(未图示)，所述进气气道6连接所述涡轮与所述湿化器2的进气口21，所述单向阀位于所述进气气道6上，所述流量传感器和所述湿度传感器靠近所述单向阀。由于单向阀更靠近湿化器2的进气口21，故而流量传感器61、湿度传感器62对经涡轮增压后往湿化器2输送的气体的实时气体流速及实时气体绝对湿度的测量更为精确，进一步提高了实时湿化量测量的准确度。
更进一步地，所述储水容器3为水瓶或水袋。
更进一步地，所述输送机构5为输液管。
本实施方式还提供了一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，该方法包括提供呼吸湿化治疗仪主机1、湿化器2、储水容器3、输送机构5、进气气道6以及加温呼吸管路7，所述湿化器2包括进气口21和出气口22，湿化器2的进气口21通过进气气道6与所述呼吸湿化治疗仪主机1相连，所述湿化器2的出气口22通过所述加温呼吸管路7与用户相连，所述输送机构5将水流从所述储水容器3中输送至所述湿化器2内，所述进气气道6设有流量传感器61以及湿度传感器62，所述输送机构5上设有水流传感器4，所述流量传感器61、湿度传感器62以及水流传感器4均与所述呼吸湿化治疗仪主机电讯号连接，所述呼吸湿化治疗仪主机1包括用于处理所述流量传感器61、湿度传感器62以及水流传感器4所检测数据的微控制单元；
该测量方法还包括如下步骤：
S1、运用微控制单元，通过水流传感器4测量的实时水流流速F1，计算t时刻内储水容器3流入湿化器2的输送水量M1；
S2、通过流量传感器61检测的实时气体流速F，结合湿度传感器62测量的实时绝对湿度AH，运用微控制单元，计算出t时刻内气体在进入湿化器2前的含水量M2；
S3、通过流量传感器61检测的实时气体流速F，运用微控制单元，计算t时刻内进入湿化器2的气体体积V；
S4、结合输送水量M1、含水量M2以及气体体积V，运用微控制单元，计算出t时刻实时的湿化量OH。
进一步地，步骤S1中，其中，ρ为水的密度，F1为水流流速。
进一步地，步骤S2中，
进一步地，步骤S3中，
进一步地，步骤S4中，OH＝(M1+M2)/V。
本实施方式提供的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，步骤简洁有效，测量精度高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，其特征在于，包括呼吸湿化治疗仪主机、湿化器、储水容器、输送机构、进气气道以及加温呼吸管路，所述湿化器包括进气口和出气口，湿化器的进气口通过进气气道与所述呼吸湿化治疗仪主机相连，所述湿化器的出气口通过所述加温呼吸管路与用户相连，所述输送机构将水流从所述储水容器中输送至所述湿化器内，所述进气气道设有流量传感器以及湿度传感器，所述输送机构上设有水流传感器，所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器均与所述呼吸湿化治疗仪主机电讯号连接，所述呼吸湿化治疗仪主机包括微控制单元，所述微控制单元根据所述水流传感器测量的实时水流流速计算实时时刻内所述储水容器流入所述湿化器的输送水量；再根据所述流量传感器检测的实时气体流速以及所述湿度传感器测量的实时绝对湿度，计算出实时时刻内气体在进入所述湿化器前的含水量；然后根据所述流量传感器检测的实时气体流速计算实时时刻内进入所述湿化器的气体体积；最后结合所述输送水量、含水量以及气体体积计算出实时的湿化量。
2.根据权利要求1所述的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，其特征在于，所述呼吸湿化治疗仪主机包括涡轮和单向阀，所述进气气道连接所述涡轮与所述湿化器的进气口，所述单向阀位于所述进气气道上，所述流量传感器和所述湿度传感器靠近所述单向阀。
3.根据权利要求2所述的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，其特征在于，所述储水容器为水瓶或水袋。
4.根据权利要求2所述的呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量系统，其特征在于，所述输送机构为输液管。
5.一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，
提供呼吸湿化治疗仪主机、湿化器、储水容器、输送机构、进气气道以及加温呼吸管路，所述湿化器包括进气口和出气口，湿化器的进气口通过进气气道与所述呼吸湿化治疗仪主机相连，所述湿化器的出气口通过所述加温呼吸管路与用户相连，所述输送机构将水流从所述储水容器中输送至所述湿化器内，所述进气气道设有流量传感器以及湿度传感器，所述输送机构上设有水流传感器，所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器均与所述呼吸湿化治疗仪主机电讯号连接，所述呼吸湿化治疗仪主机包括用于处理所述流量传感器、湿度传感器以及水流传感器所检测数据的微控制单元；
该测量方法包括如下步骤：
S1、运用微控制单元，通过水流传感器测量的实时水流流速F1，计算t时刻内储水容器流入湿化器的输送水量M1；
S2、通过流量传感器检测的实时气体流速F，结合湿度传感器测量的实时绝对湿度AH，运用微控制单元，计算出t时刻内气体在进入湿化器前的含水量M2；
S3、通过流量传感器检测的实时气体流速F，运用微控制单元，计算t时刻内进入湿化器的气体体积V；
S4、结合输送水量M1、含水量M2以及气体体积V，计算出t时刻的湿化量OH。
6.根据权利要求5所述的一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，步骤S1中，其中，ρ为水的密度，F1为水流流速。
7.根据权利要求6所述的一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，步骤S2中，
8.根据权利要求7所述的一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，步骤S3中，
9.根据权利要求8所述的一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，步骤S4中，OH＝(M1+M2)/V。
10.根据权利要求9所述的一种呼吸湿化治疗仪湿化量输出测量方法，其特征在于，所述呼吸湿化治疗仪主机包括涡轮和单向阀，所述进气气道连接所述涡轮与所述湿化器的进气口，所述单向阀位于所述进气气道上，所述流量传感器和所述湿度传感器靠近所述单向阀，所述储水容器为水瓶或水袋，所述输送机构为输液管。
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