CN112169098A - 一种呼吸支持设备传感器自校准方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种呼吸支持设备传感器自校准方法和系统。一种呼吸支持设备传感器自校准方法，包括步骤：S1、将自检装置安装在涡轮出气孔处；S2、所述呼吸支持设备控制涡轮以不同的所述涡轮转速运转，并使用压力传感器获取涡轮的涡轮压力值、使用流量传感器获取涡轮流量值，进而与压力传感器的压力初始值和流量传感器的流量初始值分别进行差值计算，得到在不同所述涡轮转速下的检测压力差值和检测流量差值，完成校准。本发明呼吸支持设备在每次开机使用时使用传感器自校准方法根据不同的涡轮转速压力传感器和流量传感器的实际检测值与相应初始值进行比对，如果出现偏差，求取所述压力传感器的检测压力差值和流量传感器的检测流量差值，即完成自检。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸支持设备，尤其涉及一种呼吸支持设备传感器自校准方法和系统。
背景技术
压力传感器和流量传感器作为呼吸支持设备关键器件，并且在随着使用老化传感器的输出值和实际值会出现偏差，这样就造成呼吸支持设备压力控制、治疗参数计算不准确，超出设计精度的要求。现有的呼吸支持设备都是出厂时校准的压力传感器和流量传感器，出厂后由厂家定期为用户校准，保证呼吸支持设备传感器精度。这种方式有两个缺点：一是由于呼吸支持设备传感器随时都有可能发生输出偏差超出规定的要求，呼吸支持设备自身又不能实时自检传感器输出值的准确性，造成呼吸支持设备压力控制超出偏差、治疗参数计算不准确；二是厂家需要大量人力处理售后校准工作，浪费大量人力、物力资源。
申请号为CN201910746033.3的专利文献公开了一种呼吸支持设备自检方法，所述方法包括上电自检，所述上电自检包括如下步骤：S1、机器上电；S2、对LCD屏进行检测；S3、对系统内部时钟电路进行检测；S4、对压力传感器进行检测；S5、对流量传感器进行检测；S6、对温度传感器进行检测；S7、对涡轮电路进行检测；S8、对报警电路进行检测；S9、对按键及旋钮电路进行检测；S10、对内外部存储介质及电路进行检测；S11、对主控芯片引脚电路进行检测；S12、显示上电自检结果。但是并不能有效解决上述问题。
因而现有的呼吸支持设备自校准技术存在不足，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一种呼吸支持设备传感器自校准方法和系统，能够在呼吸支持设备启动时，自动检测并校准设备内部传感器的精度。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种呼吸支持设备传感器自校准方法，包括步骤：
S1、将自检装置安装在涡轮出气孔处；
S2、所述呼吸支持设备控制涡轮以不同的所述涡轮转速运转，并使用压力传感器获取涡轮的涡轮压力值、使用流量传感器获取涡轮流量值，进而与压力传感器的压力初始值和流量传感器的流量初始值分别进行差值计算，得到在不同所述涡轮转速下的检测压力差值和检测流量差值，完成校准。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值为0，则提示未安装自检装置，无法进行设备自检，否则执行步骤S3。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值小于预定压力值，则判定所述自检装置未正确安装，否则执行步骤S3。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，在步骤S1之前，还包括：
S0、获取呼吸支持设备中压力传感器和流量传感器在不同涡轮转速下的检测初始值。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，还包括步骤：
S3、在呼吸支持设备工作中，在不同的涡轮转速下，所述压力传感器的所述检测压力差值和所述流量传感器的所述检测流量差值，获得在相应涡轮转速下涡轮压力实际值和涡轮流量实际值作为工作检测数据参与设备参数调整。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，在涡轮转速确定的情况下的涡轮压力实际值的计算公式为：
P实＝P+F(△P)；
其中，P实为所述涡轮压力实际值；P为所述压力传感器检测到的涡轮压力值；△P为当前涡轮转速下的所述检测压力差值；F为压力补偿系数。
优选的所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，在涡轮转速确定的情况下的涡轮流量实际值的计算公式为：
S实＝S+E(△S)；
其中，S实为所述涡轮流量实际值；S为所述流量传感器检测到的涡轮流量值；△S为当前涡轮转速下的所述检测流量差值；E为流量补偿系数。
一种所述的传感器自校准方法的呼吸支持设备自校准系统，包括压力传感器、流量传感器、涡轮、控制器、自检装置；
所述压力传感器和所述流量传感器装设在涡轮的出气口处；所述压力传感器、所述流量传感器、所述涡轮分别与所述控制器连接；
所述自检装置，用于在呼吸支持设备进行自检时，装设在所述涡轮的出气口。
优选的所述的呼吸支持设备自校准系统，所述自检装置为带有出气孔的封盖。
优选的所述的呼吸支持设备自校准系统，所述自检装置上的出气孔的数量为1-5个。
相较于现有技术，本发明提供的一种呼吸支持设备传感器自校准方法和系统，具有以下有益效果：
本发明呼吸支持设备在每次开机使用时使用传感器自校准方法根据不同的涡轮转速压力传感器和流量传感器的实际检测值与相应初始值进行比对，如果出现偏差，求取所述压力传感器的检测压力差值和流量传感器的检测流量差值，即完成自检，进而在呼吸支持设备工作中，使用所述检测压力差值与所述检测流量差值进行检测值的补偿，提高呼吸支持设备压力检测值和流量检测值的准确度，即使在呼吸支持设备使用很长时间后，也能保证检测的精度。
附图说明
图1是本发明提供的呼吸支持设备传感器自校准方法的流程图。
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。
请参阅图1，本发明提供一种呼吸支持设备传感器自校准方法，包括步骤：
S1、将自检装置安装在涡轮出气孔处；优选的，所述自检装置用于封堵呼吸支持设备的出气口，模拟呼吸支持设备被使用时呼吸面罩放置在使用者口部位置的状态，为封盖样，同时封盖上具有出气孔；
S2、所述呼吸支持设备控制涡轮以不同的所述涡轮转速运转，并使用压力传感器获取涡轮的涡轮压力值、使用流量传感器获取涡轮流量值，进而与压力传感器的压力初始值和流量传感器的流量初始值分别进行差值计算，得到在不同所述涡轮转速下的检测压力差值和检测流量差值，完成校准。
具体的，本发明提供的传感器自校准方法中，所述呼吸支持设备使用内部的相应的控制器控制涡轮工作，并接收所述压力传感器和流量传感器的检测值；本发明提供的传感器自校准方法中，步骤S3和步骤S4的执行也是所述呼吸支持设备中的控制器进行相应逻辑运算；呼吸支持设备中具有控制器是本领域的公知技术，本发明不做赘述。根据呼吸支持设备中各个传感器(流量传感器或压力传感器)的特性，在恒定的气阻下，涡轮转速越大，响应的压力传感器和流量传感器的输出值均与涡轮转速成正比关系，即一种涡轮转速对应一组压力和流量数据。因此，本发明提供的呼吸支持设备的自校准方法在呼吸支持设备的出口处安装一个自检传感器配套的自检装置，恒定呼吸支持设备的输出气阻，通过实验方法，按照一定控制策略控制涡轮的转速恒定，利用压力计和流量计测量呼吸支持设备输出的实际压力和流量，可以得出不同涡轮转速下呼吸支持设备输出的实际压力和流量，从而可以建立一个三维初始数组A[N][P][S]，其中N是涡轮转速、P是涡轮在N转速下对应的压力、S是涡轮在N转速下对应的流量。在呼吸支持通过测量不同转速下呼吸支持设备输出的压力和流量可以得到多组数据，将三维初始数组A[N][P][S]写到呼吸支持设备处理器的存储器中，作为标准参考值用于自检呼吸支持设备的传感器。
需要进行呼吸支持设备进行自检时，呼吸支持设备在开机后会提示用户将厂家配备的自检装置安装在涡轮出气口，然后，按照相应的控制策略，首先控制涡轮转速恒定为N1，呼吸支持设备处理器读取压力传感器的压力检测值P1’和流量传感器检测到的流量检测值S1’，得到检测数组A’[N1][P1’][S1’]，进而与三维初始数组A[N1][P1][S1]中P1与S1进行对比，分别得出偏涡轮转速为N1的情况下压力传感器的检测压力差值△P1和流量传感器的检测流量差值△N1，依次控制涡轮转速为N2、N3…Nn，进而得出压力传感器在相应涡轮转速下的△P2、△P3…△Pn与流量传感器在相应涡轮转速下的△S2、△S3…△Sn。进而，在所述呼吸支持设备在实际工作过程中，在确定涡轮转速的基础上就可以进行相应的补偿，保证压力传感器和流量传感器的检测数据的准确性。
作为优选方案，本实施例中，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值为0，则提示未安装自检装置，无法进行设备自检，否则执行步骤S2。
作为优选方案，本实施例中，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值小于预定压力值，则判定所述自检装置未正确安装，否则执行步骤S2。优选的，所述预定压力值为3-10cmh2o，进一步优选为4cmh2o。
作为优选方案，本实施例中，在步骤S1之前，还包括：
S0、获取呼吸支持设备中压力传感器和流量传感器在不同涡轮转速下的检测初始值。优选的，步骤S0中不同涡轮转速是根据呼吸支持设备的涡轮运转策略进行，例如，涡轮运转策略可以将涡轮的转速在不转动与额定转速之间取值10级档位，以额定转速的10％作为一档转速。具体的，在获取相应的检测初始值时，也是将所述自检装置装设在涡轮的出口处，以保证与自检过程的检测环境相同。
作为优选方案，本实施例中，还包括步骤：
S3、在呼吸支持设备工作中，在不同的涡轮转速下，所述压力传感器的所述检测压力差值和所述流量传感器的所述检测流量差值，获得在相应涡轮转速下涡轮压力实际值和涡轮流量实际值作为工作检测数据参与设备参数调整。
作为优选方案，本实施例中，在涡轮转速确定的情况下的涡轮压力实际值的计算公式为：
P实＝P+F(△P)；
其中，P实为所述涡轮压力实际值；P为所述压力传感器检测到的涡轮压力值；△P为当前涡轮转速下的所述检测压力差值；F为压力补偿系数。优选的，所述压力补偿系数根据设备需求进行设定，优选为06-0.95，进一步优选为0.8。
作为优选方案，本实施例中，在涡轮转速确定的情况下的涡轮流量实际值的计算公式为：
S实＝S+E(△S)；
其中，S实为所述涡轮流量实际值；S为所述流量传感器检测到的涡轮流量值；△S为当前涡轮转速下的所述检测流量差值；E为流量补偿系数。优选的，所述流量补偿系数根据设备需求进行设定，优选为06-0.95，进一步优选为0.8。
相应的，本发明还提供一种使用所述的传感器自校准方法的呼吸支持设备自校准系统，包括压力传感器、流量传感器、涡轮、控制器、自检装置；
所述压力传感器和所述流量传感器装设在涡轮的出气口处；所述压力传感器、所述流量传感器、所述涡轮分别与所述控制器连接；
所述自检装置，用于在呼吸支持设备进行自检时，装设在所述涡轮的出气口。优选的，所述自检装置装在所述涡轮的出气口，形成一定的气阻，以模拟用户使用呼吸支持设备的工作状态。
作为优选方案，本实施例中，所述自检装置为带有出气孔的封盖。具体的，所述出气孔的大小根据需求设定，以正常使用中漏气量进行设定，具体不做限定。
作为优选方案，本实施例中，所述自检装置上的出气孔的数量为1-5个。此处，所述出气孔的数量多少可以设定，同时能够更好的模拟不同工作状态，形成不同的气阻状态。
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 (10)
1.一种呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将自检装置安装在涡轮出气孔处；
S2、所述呼吸支持设备控制涡轮以不同的所述涡轮转速运转，并使用压力传感器获取涡轮的涡轮压力值、使用流量传感器获取涡轮流量值，进而与压力传感器的压力初始值和流量传感器的流量初始值分别进行差值计算，得到在不同所述涡轮转速下的检测压力差值和检测流量差值，完成校准。
2.根据权利要求1所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值为0，则提示未安装自检装置，无法进行设备自检，否则执行步骤S3。
3.根据权利要求2所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
控制所述涡轮以预定速度运转，若所述压力传感器的检测值小于预定压力值，则判定所述自检装置未正确安装，否则执行步骤S3。
4.根据权利要求1所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括：
S0、获取呼吸支持设备中压力传感器和流量传感器在不同涡轮转速下的检测初始值。
5.根据权利要求1所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，还包括步骤：
S3、在呼吸支持设备工作中，在不同的涡轮转速下，所述压力传感器的所述检测压力差值和所述流量传感器的所述涡轮流量差值，获得在相应涡轮转速下涡轮压力实际值和涡轮流量实际值作为工作检测数据参与设备参数调整。
6.根据权利要求5所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，在涡轮转速确定的情况下的涡轮压力实际值的计算公式为：
P实＝P+F(△P)；
其中，P实为所述涡轮压力实际值；P为所述压力传感器检测到的涡轮压力值；△P为当前涡轮转速下的所述检测压力差值；F为压力补偿系数。
7.根据权利要求5所述的呼吸支持设备传感器自校准方法，其特征在于，在涡轮转速确定的情况下的涡轮流量实际值的计算公式为：
S实＝S+E(△S)；
其中，S实为所述涡轮流量实际值；S为所述流量传感器检测到的涡轮流量值；△S为当前涡轮转速下的所述检测流量差值；E为流量补偿系数。
8.一种使用权利要求1-7任一所述的传感器自校准方法的呼吸支持设备自校准系统，其特征在于，包括压力传感器、流量传感器、涡轮、控制器、自检装置；
所述压力传感器和所述流量传感器装设在涡轮的出气口处；所述压力传感器、所述流量传感器、所述涡轮分别与所述控制器连接；
所述自检装置，用于在呼吸支持设备进行自检时，装设在所述涡轮的出气口。
9.根据权利要求8所述的呼吸支持设备自校准系统，其特征在于，所述自检装置为带有出气孔的封盖。
10.根据权利要求9所述的呼吸支持设备自校准系统，其特征在于，所述自检装置上的出气孔的数量为1-5个。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210105 |