CN111375107B - 呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备。一种呼吸支持设备水盒水位监测系统,包括:水盒接插位、控制器、高水位监测传感器、低水位监测传感器、报警装置;所述水盒接插位位于呼吸支持设备上;所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器装设在所述水盒接插位上,具有一定的高位差,并分别与所述控制器连接;所述报警装置与所述控制器连接,用于根据所述控制器的指令发出警报。本发明提供的呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备,本检测系统通过更为准确的水位监测,对用户在使用过程中加湿水盒水位的变化进行检测,并在需要报警的时候进行报警提示,保证治疗效果和使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸支持设备监测领域,尤其涉及呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备。
背景技术
呼吸支持技术是救治呼吸衰竭的重要手段,经鼻高流量氧气湿化治疗(简称高流量氧疗,High-Flow Nasal Cannula,HFNC)是一种新型呼吸支持技术,通过经鼻高流量氧疗治疗仪传送经温化湿化的气体,流量30~60L/Min或以上,达到传送稳定浓度的氧气、冲刷上气道死腔、产生一定的呼气末气道正压的目的,同时患者耐受性好。
目前的高流量氧疗仪产品主要是医用类产品,对于一些症状较轻的患者,住院治疗会产生高额的费用,和占用不必要的医疗资源,所以家用高流量湿化氧疗仪是市场的一个方向和趋势,会越来越多的服务于家用客户。
对于家用高流量湿化氧疗仪来讲,湿化能力是一个很重要的性能指标,在整个使用的过程中,要时刻注意家用高流量湿化氧疗仪的加湿水盒的水位变化情况,并及时对水位进行报警检测,以免影响治疗和提高机器的安全性能。
目前市场上现有的高流量湿化氧疗仪大多都是医用机,医用机在对水位的检测上和家用机还是有很大的区别的,医用机大多在使用过程中是通过挂水袋进行实时加水的,以防水位过低。而家用机一般是不进行实时加水的,而是采用一个较大的加湿水盒,从而可以保证充足的使用时间,所以对于家用高流量湿化氧疗仪来说,加湿水盒水位的湿化检测就显得尤为重要,以免因为水盒内水位过高或过低影响治疗效果和机器的安全性能。
对于加湿水盒内的水位检测及报警,通常使用的是金属接触式或插入式的检测方式,这两种方式都是通过不同的水位高低来决定金属接触的位置或插入位置的不同,不同的位置决定传感器的采样值的大小,进而通过采样值的大小来判断水位的高低。例如,专利号为ZL201821714983.5的专利文献公开了一种呼吸机湿化罐自动补水装置,包括罐体,罐体设置有进气口、出气口、进液口,还包括水位探测装置和电磁阀,所述水位探测装置包括水位探头、处理单元,所述处理单元连接电磁阀,所述电磁阀固连进液口。本实用新型结构简单,可以为呼吸机湿化罐自动补水,当水位高于最高水位线时能够起到报警作用,可提供状态稳定的加温、加湿的气体。
上述两种方式,插入式的会随着水盒的插入次数的增多,影响自身的使用寿命和检测准确性。而金属接触式的,由于加湿水盒中的水一直处于高温状态,难免会有一些水垢的产生,从而影响检测的准确性。
因而现有的加湿水盒的水位监测上存在不足,还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备,解决背景技术中提出的本领域中存在的问题,使得加湿水盒的水位监测更准确,同时使用寿命更长。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种呼吸支持设备水盒水位监测系统,包括:水盒接插位、控制器、高水位监测传感器、低水位监测传感器、报警装置;所述水盒接插位位于呼吸支持设备上;所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器装设在所述水盒接插位上,具有一定的高位差,并分别与所述控制器连接;所述报警装置与所述控制器连接,用于根据所述控制器的指令发出警报。
优选的所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统,所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器为相同的位置传感器;所述位置传感器为多级灵敏度反射式传感器。
优选的所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统,还包括压力传感器,所述压力传感器装设在所述水盒接插位的气管接口处,与所述控制器信号连接。
一种使用所述的监测系统的呼吸支持设备水盒水位监测方法,包括步骤:
S1、所述控制器接收所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器的水位检测信号,并判断加湿水盒是否在所述水盒接插位,若是,则执行步骤S2;若否,发出警报;
S2、所述高水位监测装置实时检测高水位检测信号,所述低水位监测装置实时检测低水位检测信号,并将所述高水位检测信号和所述低水位检测信号发送到所述控制器中;
S3、所述控制器判断当前水位是否低于低限水位或高于高限水位时,若是,对外发出报警信息;若否,则执行步骤S2。
优选的所述的呼吸支持设备水盒水位监测方法,所述步骤S1中,在判定所述可拆卸水盒不在预定位置,则所述控制器在第一预定时间内,同时驱动所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器启动多级灵敏度检测,若都显示为不在预定位置,则对外发出警报。
优选的所述的呼吸支持设备水盒水位监测方法,所述步骤S3中,当所述控制器判定当前水位高于高限水位时,控制所述压力传感器检测一次压力信号,判定所述压力信号是否在第二预定时间内持续大于压力阈值,若是,则当前水位高于高限水位;若否,则当前水位没有高于高限水位。
优选的所述的呼吸支持设备水盒水位监测方法,所述步骤S3中,当所述控制器判定当前水位低于低限水位时,所述控制器连续在第三预定时间内读取所述低水位监测装置的低水位信号,判定当前水位是否都低于低限水位,若是,则当前水位低于低限水位;若否,则当前水位不低于低限水位。
一种呼吸支持设备,包括所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统。
相较于现有技术,本发明提供的呼吸支持设备水盒水位监测系统、方法和呼吸支持设备,通过更为准确的水位监测,对用户在使用过程中加湿水盒水位的变化进行检测,并在需要报警的时候进行报警提示,保证治疗效果和使用安全性。
附图说明
图1是本发明提供的呼吸支持设备水盒水位监测系统的结构框图;
图2是本发明高/低水位监测传感器与控制器一种实施方式连接的电路图;
图3是本发明提供的呼吸支持设备水盒水位监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
请一并参阅图1-3,本发明提供一种呼吸支持设备水盒水位监测系统,包括:水盒接插位、控制器1、高水位监测传感器2、低水位监测传感器3、报警装置4;所述水盒接插位位于呼吸支持设备上;所述高水位监测传感器2和所述低水位监测传感器3装设在所述水盒接插位上,具有一定的高位差,并分别与所述控制器1连接;所述报警装置4与所述控制器1连接,用于根据所述控制器1的指令发出警报。具体的,所述水盒接插位为加湿水盒在接入呼吸支持设备的标准位置,具体所述水盒接插位的具体位置不做限定,以能够实现水盒接入,并能够使所述高水位监测装置和所述低水位监测装置具有一定的高位差装设即可,其形状也不做限定,可以依照加湿水盒的形状进行设计,也可以使用其他角度进行设计;所述高水位监测传感器2和所述低水位监测传感器3装设的位置不做限定,只要二者之间具有一定的高度差。所述高水位监测传感器2用于监测所述加湿水盒中所盛的水的水位是否高过当前水位,并向所述控制器1发送高水位检测信号;所述低水位监测传感器3用于监测所述加湿水盒汇总所盛的水的水位是否高过或低于当前水位,并将低水位检测信号发送到所述控制器1。所述控制器1的选取本发明不做限定,MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)和CPU(central processing unit,中央处理器)都可以。装设在所述水盒接插位的湿化水盒的制作材料为透明材料,优选方案为以肉眼能够看清水位线。所述报警装置4不做限定,其报警方式不做限定,灯光、语音等都可以。
相应的,本发明还提供一种使用所述的监测系统的呼吸支持设备水盒水位监测方法,包括步骤:
S1、所述控制器1接收所述高水位监测装置的高水位检测信号,并判断可拆卸水盒是否在预定位置,若是,则执行步骤S2;若否,发出警报;
S2、所述高水位监测装置实时检测高水位检测信号,所述低水位监测装置实时检测低水位检测信号,并将所述高水位检测信号和所述低水位检测信号发送到所述控制器1中;
S3、所述控制器1判断当前水位是否低于低限水位或高于高限水位时,若是,对外发出报警信息;若否,则执行步骤S2。
作为优选方案,本实施例中,所述高水位监测传感器2和所述低水位监测传感器3为相同的位置传感器;所述位置传感器为多级灵敏度反射式传感器。所述位置传感器的型号优选为OPB9000,具有0-15级共16级灵敏度监测;所述灵敏度为位置传感器发射一定频段的信号并接收到反射的信号的,自身进行判断是否存在加湿水盒、加湿水盒此位置是否有水等情况。以所述控制器1为MCU为例,请参阅图3,所述位置传感器的CAL校准PIN脚和OUTPUT输出PIN脚分别与MCU的一个I/O口相连,MCU与所述位置传感器通过I/O口进行校准和电平输出的接收;所述高水位监测传感器2与所述MCU的I/O1和I/O2连接;所述低水位监测传感器3与所述MCU的I/O3和I/O4连接。ANODE与VDD PIN脚相连后连接机器电路板上的Vcc,CATHODE与LED I-SINK PIN脚相连后连接传感器LED的阴极,D_GND和GND的PIN脚连接后接地。
家用高流量湿化氧疗仪的主控MCU通过I/O向所述位置传感器的CAL校准PIN脚发出校准信号,校准信号是由不同的高低电平进行的组合。
所述位置传感器校准之后,在不同的水位状态下,OUTPUT输出PIN脚会输出不同的高低电平状态,家用高流量湿化氧疗仪的主控MCU的I/O口通过接受所述位置传感器传回来的不同的高低电平状态来判断当前的水位状态。
所述位置传感器在校准后,自动进行信号的对比评价,向所述控制器1输出高电平或低电平,当输出为高电平时为无水,输出为低电平时为有水。
作为优选方案,本实施例中,还包括压力传感器,所述压力传感器装设在所述水盒接插位的气管接口处,与所述控制器1信号连接。
作为优选方案,本实施例中,所述步骤S1中,在判定加湿水盒不在预定位置,则所述控制器1在第一预定时间内,同时驱动所述高水位监测传感器2和所述低水位监测传感器3启动多级灵敏度检测,若都显示为不在预定位置,则对外发出警报。一般情况下,所述高/低水位监测传感器的灵敏度越高,检测的精度就会越高,因此,调整不同的精度,用于检测不同的项目,例如所述湿化水箱是否处于所述水箱接插位,需要使用灵敏度不是特别高的0级;所述湿化水盒被检测位置是否有水,可以使用灵敏度相对较高的4级,太高了,容易会将湿化水盒侧面上的凝水进行误报。优选的,会使用两级灵敏度进行判断加湿水盒是否在所述水盒接插位上,本实施例中,选用了0级和4级两个等级灵敏度进行检测。当然为了更加精准,可以选择使用更多级灵敏度进行检测。本实施例中,每次治疗中,所述加湿水盒是否在所述水盒接插位只进行一次判断。然后在步骤S2中,所述高/低水位监测装置都使用4级对水箱中是否有水进行检测。所述第一预定时间为1-3s。
作为优选方案,本实施例中,所述步骤S3中,当所述控制器1判定当前水位高于高限水位时,控制所述压力传感器检测一次压力信号,判定所述压力信号是否在第二预定时间内持续大于压力阈值,若是,则当前水位高于高限水位;若否,则当前水位没有高于高限水位。具体的,所述压力传感器用于检测所述湿化水盒进气口的压力值,若是所述湿化水箱装设在所述水盒接插位,且所述湿化水盒的进气口与涡轮的出气口连接,则所述涡轮向所述湿化水盒送气的时候,因为其内部空间具有一定回路,则会有压力反馈,装设在所述水盒接插位的气管接口处的所述压力传感器就会检测到此反馈值;若是所述湿化水盒没有装设在所述水盒接插位,就不会有压力反馈,此时所述压力传感器检测不多压力。在检测到高水位有水的情况有两种:一种是水位超过所述高限水位;一种是在设备运行中途所述湿化水盒被认为取走,在垂直取走的时候,即使水位较低,那么低水位在经过所述高水位监测传感器2的时候,也会因所述高水位监测传感器2检测到水位而误报。因此,需要在步骤S3中使用所述压力传感器进行配合确认,才能最终确认是否水位过高。优选的,所述第二预定时间为10-40s,所述压力阈值为0.2-0.5cmH 2O。
实施例2
本发明还提供一种呼吸支持设备,包括所述水盒水位监测系统。
在本实施例中,所述呼吸支持设备为高流量湿化氧疗仪,采用的是机器与加湿水盒部分相连的整体式设计,氧气和空气在涡轮内进行混合后通过水盒带走一部分水汽,经过加热管路加热后供给患者,以达到湿化氧疗的效果。使用所述水盒水位监测系统,不需要在水盒内布设水位探测针,只要使用透明的湿化水盒,就可以完成对水位的高低监测。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种呼吸支持设备水盒水位监测系统的监测方法,其特征在于,包括:
所述呼吸支持设备水盒水位监测系统包括:水盒接插位、控制器、高水位监测传感器、低水位监测传感器、报警装置、压力传感器;所述水盒接插位位于呼吸支持设备上;所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器装设在所述水盒接插位上,具有一定的高位差,并分别与所述控制器连接;所述报警装置与所述控制器连接,用于根据所述控制器的指令发出警报,所述压力传感器装设在所述水盒接插位的气管接口处,与所述控制器信号连接;
所述监测方法包括以下步骤:
S1、所述控制器接收所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器的水位检测信号,并判断加湿水盒是否在所述水盒接插位,若是,则执行步骤S2;若否,发出警报;
S2、所述高水位监测传感器实时检测高水位检测信号,所述低水位监测传感器实时检测低水位检测信号,并将所述高水位检测信号和所述低水位检测信号发送到所述控制器中;
S3、所述控制器判断当前水位是否低于低限水位或高于高限水位时,若是,对外发出报警信息;若否,则执行步骤S2;
所述步骤S3中,当所述控制器判定当前水位高于高限水位时,控制所述压力传感器检测一次压力信号,判定所述压力信号是否在第二预定时间内持续大于压力阈值,若是,则当前水位高于高限水位;若否,则当前水位没有高于高限水位。
2.根据权利要求1所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统的监测方法,其特征在于,所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器为相同的位置传感器;所述位置传感器为多级灵敏度反射式传感器。
3.根据权利要求1所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统的监测方法,其特征在于,所述步骤S1中,在判定所述加湿水盒不在预定位置,则所述控制器在第一预定时间内,同时驱动所述高水位监测传感器和所述低水位监测传感器启动多级灵敏度检测,若都显示为不在预定位置,则对外发出警报。
4.根据权利要求3所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统的监测方法,其特征在于,所述步骤S3中,当所述控制器判定当前水位低于低限水位时,所述控制器连续在第三预定时间内读取所述低水位监测传感器的低水位信号,判定当前水位是否都低于低限水位,若是,则当前水位低于低限水位;若否,则当前水位不低于低限水位。
5.一种呼吸支持设备,其特征在于,包括权利要求1-4任一所述的呼吸支持设备水盒水位监测系统的监测方法。
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