CN110801563B - 一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法 - Google Patents

一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了医疗设备技术领域的一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法，包括包括气路系统和电路系统，其特征在于，所述气路系统包括吸气支路和呼气支路，所述气路系统还包括空气模块和氧气模块，所述空气模块和氧气模块通过吸气支路连接有混合腔，所述混合腔内设置有混合瓣，所述空气模块和氧气模块内设有压力传感器，所述混合腔与病人吸气端之间设有氧传感器；所述电路系统包括电源模块、控制主板和风扇，该呼吸机的氧传感器自动校准方法，可自动对呼吸机的氧传感器进行校准，在校准过程中可无需人工操作，提高了呼吸机的校准效率，降低了操作人员的劳动强度。

Description

一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体为一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法。
背景技术
氧传感器，在本文中特指医用氧电池，又称氧浓度传感器、氧气单元、氧探头、氧电池、氧电极等，采用电OOM202氧电池化学原理，主要功能是用于测量混合气体的氧浓度，测量范围为：0％～100％氧浓度，在恒定工作压力和恒定温度条件下，氧电池产生的电压值与氧浓度成正比关系，每个氧电池的输出电压在整个寿命期内基本上是稳定的。
简单来说，它的原理就是氧气参与氧化还原的电池，会发生以下电极反应：
正极：O2+2H2O+4e-＝4OH-
负极：Fe-3e-+3OH-＝Fe(OH)3
总方程式：3O2+4Fe+6H2O＝4Fe(OH)3
当测量到的氧浓度值与设置的氧浓度值偏差较大时，机器将发出报警提示，这时可以对其进行定标校准，若仍然偏差较大，一般都是氧电池耗尽，需更换氧电池，一般氧电池使用寿命约1～3年。
氧电池作为一种电化学传感器，随着使用时间的延长，其能量不断消耗。因为氧源参数使用的每一次都不尽一样，导致浓度控制和监测不一致，因此对呼吸机的氧传感器进行校准是十分必要的。
现有的呼吸机大多可以对氧传感器进行自动校准，但是其自动化程度普遍不高，在校准的过程中仍需要人工干预。
发明内容
本发明的目的在于提供一种呼吸机及呼吸机的氧传感器自动校准方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种呼吸机，包括气路系统和电路系统，其特征在于，所述气路系统包括吸气支路和呼气支路，所述气路系统还包括空气模块和氧气模块，所述空气模块和氧气模块通过吸气支路连接有混合腔，所述混合腔内设置有混合瓣，所述空气模块和氧气模块内设有压力传感器，所述混合腔与病人吸气端之间设有氧传感器；所述电路系统包括电源模块、控制主板和风扇。
优选的，所述吸气支路包括细菌过滤器、空氧过滤器、氧传感器、消声器、送风机、旁路阀、冷却器、吸气流量传感器、压力传感器、吸气阀、湿化器和多组安全阀。
优选的，所述呼气支路包括压力传感器，呼气阀和呼气流量传感器。
优选的，所述控制主板连接有马达控制板、阀板和检测板，所述控制主板还连接风扇、流量传感器、压力传感器、旁路阀、安全阀和蜂鸣器。
优选的，所述马达控制板与电源模块连接，所述马达控制板控制风机马达的转速，所述马达控制板将马达的实际转速值发送至主板，并接受主板的设定转速值；所述阀板接收压力传感器提供的供氧压力信号，并对信号进行放大处理后传递至主板，所述阀板连接流量控制阀；所述检测板接收氧传感器传递的信号，检测板对氧浓度信号进行放大后发送给主板，进行氧浓度的监测和控制。
优选的，所述风扇对呼吸机内部进行冷却，所述风扇通过主板控制转速。
一种呼吸机的氧传感器自动校准方法，包括以下具体实施步骤：
步骤一，通过吸气支路将氧气模块与氧气源连接，并通过控制主板设定呼吸机的氧气输出浓度为100％；
步骤二，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤三，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤四，若步骤三中的氧浓度信号值不小于95％，则校准成功，将吸气支路将空气模块与空气源连接，通过控制主板再次设定呼吸机的氧气输出浓度，若步骤三中的氧气浓度信号值小于95％，则校准失败，重复上述步骤直至校准成功；
步骤五，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间、空气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气及空气气流压力不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤六，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤七，若步骤六中的氧浓度信号值在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则校准成功，若步骤六中的氧浓度信号值不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则重复步骤五和步骤六，直至校准成功，若三次以上校准后，步骤六中的氧浓度信号值仍不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围内，则校准失败。
优选的，在步骤二中，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当上述气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块的气体流量，直至氧气气流压力不小于压力阀值。
优选的，在步骤五中，当氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当氧气气流压力值或空气气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块或空气模块的气体流量，直至氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值。
上述氧气输出浓度的计算公式如下：
氧气输出浓度(％)＝21+4×氧流量(L/min)
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该呼吸机的氧传感器自动校准方法，可自动对呼吸机的氧传感器进行校准，在校准过程中可无需人工操作，提高了呼吸机的校准效率，降低了操作人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电路系统的原理框图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种呼吸机，包括气路系统和电路系统，其特征在于，气路系统包括吸气支路和呼气支路，气路系统还包括空气模块和氧气模块，空气模块和氧气模块通过吸气支路连接有混合腔，混合腔内设置有混合瓣，空气模块和氧气模块内设有压力传感器，混合腔与病人吸气端之间设有氧传感器；电路系统包括电源模块、控制主板和风扇。
其中，吸气支路包括细菌过滤器、空氧过滤器、氧传感器、消声器、送风机、旁路阀、冷却器、吸气流量传感器、压力传感器、吸气阀、湿化器和多组安全阀。
其中，呼气支路包括压力传感器，呼气阀和呼气流量传感器。
其中，控制主板连接有马达控制板、阀板和检测板，控制主板还连接风扇、流量传感器、压力传感器、旁路阀、安全阀和蜂鸣器。
其中，马达控制板与电源模块连接，马达控制板控制风机马达的转速，马达控制板将马达的实际转速值发送至主板，并接受主板的设定转速值；阀板接收压力传感器提供的供氧压力信号，并对信号进行放大处理后传递至主板，阀板连接流量控制阀；检测板接收氧传感器传递的信号，检测板对氧浓度信号进行放大后发送给主板，进行氧浓度的监测和控制。
其中，风扇对呼吸机内部进行冷却，风扇通过主板控制转速。
一种呼吸机的氧传感器自动校准方法，包括以下具体实施步骤：
步骤一，通过吸气支路将氧气模块与氧气源连接，并通过控制主板设定呼吸机的氧气输出浓度为100％；
步骤二，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤三，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤四，若步骤三中的氧浓度信号值不小于95％，则校准成功，将吸气支路将空气模块与空气源连接，通过控制主板再次设定呼吸机的氧气输出浓度，若步骤三中的氧气浓度信号值小于95％，则校准失败，重复上述步骤直至校准成功；
步骤五，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间、空气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气及空气气流压力不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤六，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤七，若步骤六中的氧浓度信号值在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则校准成功，若步骤六中的氧浓度信号值不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则重复步骤五和步骤六，直至校准成功，若三次以上校准后，步骤六中的氧浓度信号值仍不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围内，则校准失败。
其中，在步骤二中，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当上述气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块的气体流量，直至氧气气流压力不小于压力阀值。
其中，在步骤五中，当氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当氧气气流压力值或空气气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块或空气模块的气体流量，直至氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种呼吸机，包括气路系统和电路系统，其特征在于，所述气路系统包括吸气支路和呼气支路，所述气路系统还包括空气模块和氧气模块，所述空气模块和氧气模块通过吸气支路连接有混合腔，所述混合腔内设置有混合瓣，所述空气模块和氧气模块内设有压力传感器，所述混合腔与病人吸气端之间设有氧传感器；所述电路系统包括电源模块、控制主板和风扇；
所述吸气支路包括细菌过滤器、空氧过滤器、氧传感器、消声器、送风机、旁路阀、冷却器、吸气流量传感器、压力传感器、吸气阀、湿化器和多组安全阀；
所述控制主板连接有马达控制板、阀板和检测板，所述控制主板还连接风扇、流量传感器、压力传感器、旁路阀、安全阀和蜂鸣器，所述马达控制板与电源模块连接，所述马达控制板控制风机马达的转速，所述马达控制板将马达的实际转速值发送至主板，并接受主板的设定转速值；所述阀板接收压力传感器提供的供氧压力信号，并对信号进行放大处理后传递至主板，所述阀板连接流量控制阀；所述检测板接收氧传感器传递的信号，检测板对氧浓度信号进行放大后发送给主板，进行氧浓度的监测和控制，所述风扇对呼吸机内部进行冷却，所述风扇通过主板控制转速；
所述呼吸机的氧传感器自动校准方法，包括以下具体实施步骤：
步骤一，通过吸气支路将氧气模块与氧气源连接，并通过控制主板设定呼吸机的氧气输出浓度为100%；
步骤二，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤三，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤四，若步骤三中的氧浓度信号值不小于95%，则校准成功，将吸气支路将空气模块与空气源连接，通过控制主板再次设定呼吸机的氧气输出浓度，若步骤三中的氧气浓度信号值小于95%，则校准失败，重复上述步骤直至校准成功；
步骤五，通过压力传感器检测氧气模块与混合模块之间、空气模块与混合模块之间的气流压力值，当氧气及空气气流压力不小于压力阀值时，主板接收阀板传递的信号，计时器开始启动；
步骤六，当预设时间结束后，主板发送信号至检测板，检测板接收氧传感器传递的信号，并将氧浓度信号放大后传递至主板；
步骤七，若步骤六中的氧浓度信号值在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则校准成功，若步骤六中的氧浓度信号值不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围，则重复步骤五和步骤六，直至校准成功，若三次以上校准后，步骤六中的氧浓度信号值仍不在步骤四中的氧气输出浓度的预设范围内，则校准失败；
在步骤二中，当氧气气流压力值不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当上述气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块的气体流量，直至氧气气流压力不小于压力阀值；
在步骤五中，当氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值时，压力传感器将信号传递给阀板，阀板将信号经放大处理后传递至主板，且阀板控制流量控制阀关闭；当氧气气流压力值或空气气流压力值小于压力阀值时，阀板控制流量控制阀增大氧气模块或空气模块的气体流量，直至氧气气流压力值和空气气流压力值均不小于压力阀值。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸机，其特征在于，所述呼气支路包括压力传感器，呼气阀和呼气流量传感器。
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