CN108946672A - 一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式，包括外壳以及设置在外壳内部并依次连接的电路板、直流压缩机、制氧系统、储氧罐、调压阀和细菌过滤器，电路板内部设有驱动系统，所述驱动系统用于驱动直流压缩机工作以向制氧系统提供压缩空气，制氧系统用于将压缩空气内的氧气分离后送入储蓄罐内，氧气经调压阀稳压后通过细菌过滤器过滤输出。本发明的有益效果可以家用和户外使用，电源为直流电，体积小、重量轻、通过脉冲模式电池续航时间长；具有持续模式出氧与脉冲模式出氧两种模式，根据用户的呼吸频率自动调整直流压缩机转速，起到一个智能与变频节能的效果；两种出氧模式的自动切换，避免氧气浪费的同时也能够保证用户吸氧质量。
Description
技术领域
本发明涉及制氧机领域，具体是一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式。
背景技术
制氧机是制取氧气的一类机器，以沸石分子筛为吸附剂，用物理的变压吸附法（PSA）（Pressurea Swing Adsorption）将空气中的氧气与氮气分离，并滤除空气中的有害物质，从而获取符合医用氧标准的高纯度氧气。这种类型的制氧机产氧迅速，氧浓度高，适用于各种人群氧疗与氧保健。
现在市场上的分子筛制氧机以家用为主，而且电源都为交流电，体积大，重量重，不便于携带，限制了活动空间。
并且其采用的输氧模式是氧气一直处于额定流量排出，（人正常呼吸次数约为16～20次/分钟，呼吸过程分三个阶段吸气、停顿、呼气），制氧机制出的氧气约75%以上没有被人吸入，造成浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：一种基于脉冲模式的便携式制氧机，包括外壳以及设置在外壳内部并依次连接的电路板、直流压缩机、制氧系统、储氧罐、调压阀和细菌过滤器，电路板内部设有驱动系统，所述驱动系统用于驱动直流压缩机工作以向制氧系统提供压缩空气，制氧系统用于将压缩空气内的氧气分离后送入储蓄罐内，氧气经调压阀稳压后通过细菌过滤器过滤输出。
在本发明一较佳实施例中，所述制氧系统采用由沸石分子筛材料制备而成的固体吸附剂。
在本发明一较佳实施例中，所述细菌过滤器（6）输出端口连接有1#三通接头端口，1#三通接头一端输出端口连接有电子式流量计，另一端输出端口连接有脉冲电磁阀，2#三通接头一端输入端口连接在电子式流量计上，另一端输入端口连接在脉冲电磁阀上，2#三通接头输出端口连接有单向阀连接，单向阀输出端口与3#三通接头连接，3#三通接头一端输出端连接在检测电磁阀上，另一端输出端连接在出氧接头上，检测电磁阀与多功能脉冲传感器连接，供用户使用。
在本发明一较佳实施例中，所述细菌过滤器内设于多层滤膜，滤膜上密布有孔径为0.3um的孔。
在本发明一较佳实施例中，还包括有电源模块，所述电源模块与电路板连接。
一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，使用者佩戴好吸氧管或面罩，通过吸氧管或面罩进吸氧，当人吸气时机器中多功能脉冲传感器侦测到信号，电路板控制脉冲电磁阀开关，氧气瞬间从脉冲电磁阀流过一定量，制氧机具有脉冲模式出氧和持续模式出氧两种模式并根据出氧浓度判断用户呼吸频率使制氧机能够自动在两种模式下切换。
在本发明一较佳实施例中，所述持续模式出氧情况下，由电源模块供电，电路板内的驱动系统控制直流压缩机（2）提供压缩空气，经制氧系统（3），把空气中的氧分离出来，分离出来的氧气通过储氧罐（4）收集，氧气经过调压阀（5）稳压后，通过细菌过滤器（6）过滤后经1#三通接头一端端口输出，由电子式流量计控制氧气流量后，经过2#三通接头、单向阀，再经过3#三通接头，由出氧接头连通吸氧管或面罩进行吸氧；通过检测电磁阀控制，一部分氧气输入多功能脉冲传感器检测氧气浓度，制氧机始终保持在持续模式出氧。
在本发明一较佳实施例中，所述脉冲模式出氧情况下，电子式流量计关闭，脉冲电磁阀关闭，检测电磁阀打开，当用户吸气时，多功能脉冲传感器检测到气体流量或负压，关闭检测电磁阀，打开脉冲电磁阀，放出氧气，氧气从脉冲电磁阀经过2#三通接头、单向阀、3#三通接头、出氧接头，供用户使用。
在本发明一较佳实施例中，所述多功能脉冲传感器能够自动侦测用户的吸气信号，并通过电路板IC计算呼吸频率及吸气次数并显示，当用户的呼吸频率超过40次/分钟，自动切换至持续模式出氧，保证用户吸氧质量，当人呼吸频率提高，制氧机自动调整制氧效率及出氧流量，即脉冲模式出氧。
本发明通过改进在此提供一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式，与现有技术相比，具有如下改进及优点：可以家用和户外使用，电源为直流电（可以车载），体积小、重量轻、通过脉冲模式电池续航时间长；具有持续模式出氧与脉冲模式出氧两种模式，根据用户的呼吸频率自动调整直流压缩机转速，起到一个智能与变频节能的效果；两种出氧模式的自动切换，避免氧气浪费的同时也能够保证用户吸氧质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1是本发明立体结构图；
图2是本发明剖面结构示意图；
图3是局部结构的连接框图一；
图4是局部结构的连接框图二；
图5是本发明中多功能脉冲传感器的结构示意图；
图6是对应图5的俯视图。
附图标记说明：外壳1，直流压缩机2，制氧系统3，储氧罐4，调压阀5，细菌过滤器6。
具体实施方式
下面将结合附图1-图6对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明通过改进在此提供一种基于脉冲模式的便携式制氧机及其控制方式，如图1-图6所示，包括包括外壳1以及设置在外壳1内部并依次连接的电路板、直流压缩机2、制氧系统3、储氧罐4、调压阀5和细菌过滤器6，电路板内部设有驱动系统，所述驱动系统用于驱动直流压缩机2工作以向制氧系统3提供压缩空气，制氧系统3用于将压缩空气内的氧气分离后送入储蓄罐内，氧气经调压阀5稳压后通过细菌过滤器6过滤输出。
优选的，所述制氧系统3采用由分子筛材料制备而成的固体吸附剂，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。
优选的，所述细菌过滤器（6）输出端口连接有1#三通接头端口，1#三通接头一端输出端口连接有电子式流量计，另一端输出端口连接有脉冲电磁阀，2#三通接头一端输入端口连接在电子式流量计上，另一端输入端口连接在脉冲电磁阀上，2#三通接头输出端口连接有单向阀连接，单向阀输出端口与3#三通接头连接，3#三通接头一端输出端连接在检测电磁阀上，另一端输出端连接在出氧接头上，检测电磁阀与多功能脉冲传感器连接，供用户使用。
优选的，所述细菌过滤器6内设于多层滤膜，滤膜上密布有孔径为0.3um的孔。
优选的，还包括有电源模块，所述电源模块与电路板连接，电源模块可以为内置或是外置电池或电源适配器或车载点烟器提供电源。
一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，使用者佩戴好吸氧管或面罩，通过吸氧管或面罩进吸氧，当人吸气时机器中多功能脉冲传感器侦测到信号，电路板控制脉冲电磁阀开关，氧气瞬间从脉冲电磁阀流过一定量，制氧机具有脉冲模式出氧和持续模式出氧两种模式并根据出氧浓度判断用户呼吸频率使制氧机能够自动在两种模式下切换。
优选的，所述持续模式出氧情况下，由电源模块供电，电路板内的驱动系统控制直流压缩机（2）提供压缩空气，经制氧系统（3），把空气中的氧分离出来，分离出来的氧气通过储氧罐（4）收集，氧气经过调压阀（5）稳压后，通过细菌过滤器（6）过滤后经1#三通接头一端端口输出，由电子式流量计控制氧气流量后，经过2#三通接头、单向阀，再经过3#三通接头，由出氧接头连通吸氧管或面罩进行吸氧；通过检测电磁阀控制，一部分氧气输入多功能脉冲传感器检测氧气浓度，制氧机始终保持在持续模式出氧。
优选的，所述脉冲模式出氧情况下，电子式流量计关闭，脉冲电磁阀关闭，检测电磁阀打开，当用户吸气时，多功能脉冲传感器检测到气体流量或负压，关闭检测电磁阀，打开脉冲电磁阀，放出氧气，氧气从脉冲电磁阀经过2#三通接头、单向阀、3#三通接头、出氧接头，供用户使用。
优选的，所述多功能脉冲传感器能够自动侦测用户的吸气信号，并通过电路板IC计算呼吸频率及吸气次数并显示，当用户的呼吸频率超过40次/分钟，自动切换至持续模式出氧，保证用户吸氧质量，当人呼吸频率提高，制氧机自动调整制氧效率及出氧流量，即脉冲模式出氧。
持续模式出氧与脉冲模式出氧区别：持续模式出氧：
能耗：制氧机一直处于额定功率运行，无法到达节能效果，电池续航时间比较短。
出氧效果：氧气一直处于额定流量排出，（人正常呼吸次数约为16～20次/分钟，呼吸过程分三个阶段吸气、停顿、呼气），制氧机制出的氧气约75%以上没有被人吸入，造成浪费。
用户体验：因制氧机制出的氧气比较干燥，而且一直在鼻孔位置输出，不加湿化瓶的情况下，容易造成鼻孔干燥。
脉冲模式出氧：
能耗：制氧机根据人的呼吸频率，自动调节直流压缩机2转速（功率的变化）当人呼吸频率提高，制氧机自动调整制氧效率及出氧流量，从而到节能，满足客户需求，电池续航时间可以延长。
出氧效果：当人吸气的时候，制氧机才有氧气排出，其他时间制氧机都在储存氧气，从而避免浪费。
用户体验：因为制氧机的氧气输出方式不一样，避免了鼻孔干燥等问题，可以自动侦测用户的呼吸频率并显示，提醒用户，当用户呼吸频率超过40次/分钟，自动切换到持续模式出氧，保证用户吸氧质量。
脉冲式制氧机的氧气浓度的检测和脉冲模式的用户呼吸检测。多功能脉冲传感器利用超声波在不同介质中传播速度不同来测量氧气的浓度，采用超声波在气体流动时，捕捉气体产生的位移，从而换算成用户呼吸的信号。氧浓度测量是基于超声波在含氧气浓度不同的气体中传播速度不同的原理进行测量；用户呼吸检测是根据超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些，这样，顺流传输时间tD会短些，而逆流传输时间tU会长些，就成为脉冲信号。本发明 可以替代现有技术：多功能脉冲传感器和使用负压压力两种传感器，能够实现的脉冲模式的制氧机的氧浓度检测和用户呼吸检测，从而降低脉冲制氧机材料成本、重量；在便一种基于脉冲模式的便携式制氧机使用。主要是负责氧气浓度监测及用户呼吸检测。
本发明的一种基于脉冲模式的便携式制氧机可以家用和户外使用，电源为直流电（可以车载），体积小、重量轻、通过脉冲模式电池续航时间长等特点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于脉冲模式的便携式制氧机，其特征在于：包括外壳（1）以及设置在外壳（1）内部并依次连接的电路板、直流压缩机（2）、制氧系统（3）、储氧罐（4）、调压阀（5））和细菌过滤器（6），电路板内部设有驱动系统，所述驱动系统用于驱动直流压缩机（2）工作以向制氧系统（3）提供压缩空气，制氧系统（3）用于将压缩空气内的氧气分离后送入储蓄罐（4）内，氧气经调压阀（5）稳压后通过细菌过滤器（6）过滤输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲模式的便携式制氧机，其特征在于：所述制氧系统（3）采用由分子筛材料制备而成的固体吸附剂。
3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲模式的便携式制氧机，其特征在于：所述细菌过滤器（6）输出端口连接有1#三通接头端口，1#三通接头一端输出端口连接有电子式流量计，另一端输出端口连接有脉冲电磁阀，2#三通接头一端输入端口连接在电子式流量计上，另一端输入端口连接在脉冲电磁阀上，2#三通接头输出端口连接有单向阀连接，单向阀输出端口与3#三通接头连接，3#三通接头一端输出端连接在检测电磁阀上，另一端输出端连接在出氧接头上，检测电磁阀与多功能脉冲传感器连接，供用户使用。
4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲模式的便携式制氧机，其特征在于：所述细菌过滤器（6）内设于多层滤膜，滤膜上密布有孔径为0.3um的孔。
5.根据权利要求1所述的一种基于脉冲模式的便携式制氧机，其特征在于：还包括有电源模块，所述电源模块与电路板连接。
6.一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，其特征在于：使用者佩戴好吸氧管或面罩，通过吸氧管或面罩进吸氧，当人吸气时机器中多功能脉冲传感器侦测到信号，电路板控制脉冲电磁阀开关，氧气瞬间从脉冲电磁阀流过一定量，制氧机具有脉冲模式出氧和持续模式出氧两种模式并根据出氧浓度判断用户呼吸频率使制氧机能够自动在两种模式下切换。
7.根据权利要求6的一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，其特征在于：所述持续模式出氧情况下，由电源模块供电，电路板内的驱动系统控制直流压缩机（2）提供压缩空气，经制氧系统（3），把空气中的氧分离出来，分离出来的氧气通过储氧罐（4）收集，氧气经过调压阀（5）稳压后，通过细菌过滤器（6）过滤后经1#三通接头一端端口输出，由电子式流量计控制氧气流量后，经过2#三通接头、单向阀，再经过3#三通接头，由出氧接头连通吸氧管或面罩进行吸氧；通过检测电磁阀控制，一部分氧气输入多功能脉冲传感器检测氧气浓度，制氧机始终保持在持续模式出氧。
8.根据权利要求6的一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，其特征在于：所述脉冲模式出氧情况下，电子式流量计关闭，脉冲电磁阀关闭，检测电磁阀打开，当用户吸气时，多功能脉冲传感器检测到气体流量或负压，关闭检测电磁阀，打开脉冲电磁阀，放出氧气，氧气从脉冲电磁阀经过2#三通接头、单向阀、3#三通接头、出氧接头，供用户使用。
9.根据权利要求8的一种基于脉冲模式的便携式制氧机控制方式，其特征在于：所述多功能脉冲传感器能够自动侦测用户的吸气信号，并通过电路板IC计算呼吸频率及吸气次数并显示，当用户的呼吸频率超过40次/分钟，自动切换至持续模式出氧，保证用户吸氧质量，当人呼吸频率提高，制氧机自动调整制氧效率及出氧流量，即脉冲模式出氧。
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