CN112827034A - 一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于的医疗设备的标校技术领域，具体地说，涉及一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，包括：气体流量计、流量传感器、麻醉机和设置在麻醉机上的标校控制单元；所述标校控制单元，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速‑电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

Description

一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统及其方法

技术领域

本发明属于医疗设备的标校的技术领域，具体地说，涉及一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统及其方法。

背景技术

气动电控麻醉机是当前使用较为广泛的医疗设备，其将高压气源引入气动电控麻醉机中，经减压阀减压后，再接入至吸气阀处，气动电控麻醉机使用电流或电压控制吸气阀开度的大小，从而达到对通气(气体)流速的控制。对吸气阀的控制精准程度直接决定了麻醉机通气性能的优劣。

为了精准控制吸气阀的开度，需要使用电压-流速的曲线关系，通常，在使用前，会使用标准仪器测试出对应的电压-流速曲线图，对吸气阀进行标校；但是，吸气阀在使用一段时间后，实际使用中的电压-流速曲线与使用前测得的电压-流速曲线的差距较大，造成了麻醉剂的通气性能会变差，且无法在使用过程中，对使用过程中的电压-流速曲线进行自动标校。

另外，使用麻醉机现有的设备对吸气阀进行标校，主要原理是预设驱动电压的递增步长和递增次数，输出逐渐递增的电压，然后依次记录每个电压节点下的流速，最后形成电压-流速曲线的数据表，使用时，查询该电压-流速曲线的数据表就能获得流速相对应的电压，完成对吸气阀的标校，但是，该方法使用固定的递增步长和递增次数，还存在以下缺点：

1、吸气阀实际控制曲线中存在非曲线部分，非线性部分应当分配较多标校点，线性较好的部分可以适当减少标校点，这样在有限标校点也能获取较好控制精度，该方法使用固定的递增步长，将标校点平均分配在控制曲线中，控制精度较差。

2、每种类型甚至相同类型的吸气阀之间都存在性能差异，包括吸气阀开启电压、最大开阀电压、线性区间等，使用固定的递增步长和递增次数有可能达不到吸气阀最大开启电压，不能将吸气阀性能全部发挥出来，造成通气性能不佳。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，该系统包括：气体流量计、流量传感器、麻醉机和设置在麻醉机上的标校控制单元；

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

所述标校控制单元，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

作为上述技术方案的改进之一，所述标校控制单元包括：标校控制模块、信号采集模块、信号处理模块、曲线分段模块和标定模块；

所述标校控制模块，用于控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

所述信号采集模块，用于实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，并将其输入至信号处理模块；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，且逐步递增的；多个电压值是满足预设电压条件的，且逐步递增的；

所述信号处理模块，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，并将其输入至曲线分段模块；

所述曲线分段模块，用于将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，并将其输入至标定模块；

所述标定模块，用于针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

作为上述技术方案的改进之一，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

作为上述技术方案的改进之一，所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

作为上述技术方案的改进之一，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

作为上述技术方案的改进之一，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

作为上述技术方案的改进之一，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

本发明还提供了一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，该方法包括：

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

标校控制单元根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

作为上述技术方案的改进之一，将麻醉机上的呼气阀处于关闭状态，麻醉机内的设置的标校控制单元中的标校控制模块控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

标校控制单元中的信号采集模块实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，多个流速值之间是逐步递增的；且多个电压值是满足预设电压条件的，多个电压值之间是逐步递增的；

标校控制单元中的信号处理模块根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线；

标校控制单元中的曲线分段模块将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，实现标校点分配；N为大于或等于1的整数；

针对每段内所选取的标定点，标校控制单元中的标定模块计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

作为上述技术方案的改进之一，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

作为上述技术方案的改进之一，所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

作为上述技术方案的改进之一，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

作为上述技术方案的改进之一，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

作为上述技术方案的改进之一，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

作为上述技术方案的改进之一，所述针对每段内所选取的标定点，标校控制单元中的标定模块计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询；具体为：

根据划分好的低速段、中速度段和高速段，分别对应地获取低速段的两端的电压值，中速度按的两端的电压值，高速段的两端的电压值；

分别计算低速段的电压差值、中速度段的电压差值和高速段的电压差值；

将低速段的电压差值除以低速段所选取的标定点数，得到低速段的驱动电压增加步长，低速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将中速段的电压差值除以中速段所选取的标定点数，得到中速段的驱动电压增加步长，中速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将高速段的电压差值除以高速段所选取的标定点数，得到高速段的驱动电压增加步长，高速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将低速段内的流速-电压数据、中速段内的流速-电压数据、高速段内的流速-电压数据整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压数据表。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的方法克服了现有吸气阀自动标校使用固定的电压递增步长及次数，固定的设定参数对性能不同的吸气阀进行标校时，产生的开启电压不准确、最大开阀电压不准确、电压标校点分配不佳的缺陷，该方法能够根据非线性分布情况，合理分配电压标定点，根据不同的应用场景，获取不同的、最佳的吸气阀开启电压和吸气阀最大开阀电压，能够将吸气阀门的性能在通气中充分发挥出来，并将吸气阀的流速分为三个区域，并根据各个段内的线性度好坏，分配不同数量标定点，以提高标校精度。

附图说明

图1是本发明的一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法的流程图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，该系统包括：气体流量计、流量传感器、麻醉机和设置在麻醉机上的标校控制单元；

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

所述标校控制单元，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

具体地，所述标校控制单元包括：标校控制模块、信号采集模块、信号处理模块、曲线分段模块和标定模块；

所述标校控制模块，用于控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

所述信号采集模块，用于实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，并将其输入至信号处理模块；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，多个流速值之间是逐步递增的；多个电压值是满足预设电压条件的，多个电压值之间是逐步递增的；

所述信号处理模块，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，并将其输入至曲线分段模块；

所述曲线分段模块，用于将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，并将其输入至标定模块；

具体地，在本实施例中，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

所述标定模块，用于针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

具体地，根据划分好的低速段、中速度段和高速段，分别对应地获取低速段的两端的电压值，中速度按的两端的电压值，高速段的两端的电压值；

分别计算低速段的电压差值、中速度段的电压差值和高速段的电压差值；

将低速段的电压差值除以低速段所选取的标定点数，得到低速段的驱动电压增加步长，低速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到低速段内的流速-电压标校曲线；

将中速段的电压差值除以中速段所选取的标定点数，得到中速段的驱动电压增加步长，中速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到中速段内的流速-电压标校曲线；

将高速段的电压差值除以高速段所选取的标定点数，得到高速段的驱动电压增加步长，高速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到高速段内的流速-电压标校曲线；

将低速段内的流速-电压标校曲线、中速段内的流速-电压标校曲线、高速段内的流速-电压标校曲线整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压标校曲线；同时，将低速段内的流速-电压数据、中速段内的流速-电压数据、高速段内的流速-电压数据整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压数据表，以供查询，标校结束。

其中，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

其中，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

其中，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

如图1所示，本发明还提供了一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，该方法，使用麻醉机自身设备对不同性能的吸气阀进行标校，并且能够自动寻找阀门开启电压、最大开阀电压，并自适应性的根据流速设定不同的标校节点，以提高控制精度。

该方法具体包括：

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

标校控制单元根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

具体地，将麻醉机上的呼气阀处于关闭状态，麻醉机内的设置的标校控制单元中的标校控制模块控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

标校控制单元中的信号采集模块实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，多个流速值之间是逐步递增的；且多个电压值是满足预设电压条件的，多个电压值之间是逐步递增的；

具体地，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

其中，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

其中，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

上述过程，将特定场景下的吸气阀分为三个不同流速的区间段，能够实现自动寻找适合不同应用场景下的吸气阀开启电压和吸气阀的最大开阀电压，并根据各个段内的线性度好坏，分配不同数量标定点，以提高标校精度。本发明的方法根据每个吸气阀的不同性能，依次从低流速段到高流速段均进行了标校，在低速段中寻找吸气阀开启电压、零点最小流速和零点最大流速，在高速段中获取吸气阀最大开阀电压和最大测量流速，每一个标定点对应的流速和电压都真实地反应出该吸气阀的、完整的电压-流速曲线关系。

标校控制单元中的信号处理模块根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线；

标校控制单元中的曲线分段模块将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，实现标校点分配；

具体地，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

针对每段内所选取的标定点，标校控制单元中的标定模块计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

具体地，根据划分好的低速段、中速度段和高速段，分别对应地获取低速段的两端的电压值，中速度按的两端的电压值，高速段的两端的电压值；

分别计算低速段的电压差值、中速度段的电压差值和高速段的电压差值；

将低速段的电压差值除以低速段所选取的标定点数，得到低速段的驱动电压增加步长，低速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到低速段内的流速-电压标校曲线；

将中速段的电压差值除以中速段所选取的标定点数，得到中速段的驱动电压增加步长，中速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到中速段内的流速-电压标校曲线；

将高速段的电压差值除以高速段所选取的标定点数，得到高速段的驱动电压增加步长，高速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据，进而得到高速段内的流速-电压标校曲线；

将低速段内的流速-电压标校曲线、中速段内的流速-电压标校曲线、高速段内的流速-电压标校曲线整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压标校曲线；同时，将低速段内的流速-电压数据、中速段内的流速-电压数据、高速段内的流速-电压数据整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压数据表，以供查询，标校结束。

根据计算好的各个标定点，输出驱动电压，并使用流量传感器根据获得的各点的驱动电压值，记录好各点对应的流速值，最终形成标校后的电压-流速曲线关系，并获得流速-电压数据表，并将其进行存储。在使用时，采用查表法或差值法，调取获得的流速-电压数据表，根据气体流量计检测到的当前的流速值，获取对应的吸气阀驱动电压值，然后经流量传感器将该电压值输出。

本发明的方法中的整个标校过程能自动寻找吸气阀的开启电压和最大阀开启电压的控制策略，能够将吸气阀门的性能在通气中充分发挥出来，并将吸气阀的流速分为三个区域，并根据各个段内的线性度好坏，分配不同数量标定点，以提高标校精度。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (15)

1.一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，该系统包括：气体流量计、流量传感器、麻醉机和设置在麻醉机上的标校控制单元；

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

所述标校控制单元，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

2.根据权利要求1所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述标校控制单元包括：标校控制模块、信号采集模块、信号处理模块、曲线分段模块和标定模块；

所述标校控制模块，用于控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

所述信号采集模块，用于实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，并将其输入至信号处理模块；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，且逐步递增的；多个电压值是满足预设电压条件的，且逐步递增的；

所述信号处理模块，用于根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，并将其输入至曲线分段模块；

所述曲线分段模块，用于将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，并将其输入至标定模块；

所述标定模块，用于针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

3.根据权利要求2所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

4.根据权利要求2所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

5.根据权利要求4所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

6.根据权利要求4所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

7.根据权利要求1所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统，其特征在于，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

8.一种用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-7中任一所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校系统实现，该方法包括：

将气体流量计和流量传感器分别与麻醉机相连接，且气体流量计设置于流量传感器所在的呼吸通道上；

标校控制单元根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校。

9.根据权利要求8所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述标校控制单元根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线，将其分成低速段、中速段和高速段，针对每段内所选取的标定点，计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校；其具体过程为：

将麻醉机上的呼气阀处于关闭状态，麻醉机内的设置的标校控制单元中的标校控制模块控制吸气阀按照递增规律改变其开度；

标校控制单元中的信号采集模块实时采集每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值；

其中，流速值和电压值之间是一一对应的，多个流速值是满足预设流速条件的，多个流速值之间是逐步递增的；且多个电压值是满足预设电压条件的，多个电压值之间是逐步递增的；

标校控制单元中的信号处理模块根据实时采集的每个吸气阀开度下的气体流量计检测到的流速值和流量传感器输出的电压值，生成流速-电压曲线；

标校控制单元中的曲线分段模块将生成的流速-电压曲线分成低速段、中速段和高速段；

在低速段选取N+10个标定点，中速段选取N个标定点，高速段选取N+10个标定点，实现标校点分配；N为大于或等于1的整数；

针对每段内所选取的标定点，标校控制单元中的标定模块计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询。

10.根据权利要求9所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述预设流速条件为气体流量计在低速段中检测到的流速大于或等于预先设定的零点最小流速，且气体流量计在高速段中检测到的流速小于或等于预先设定的零点最大流速。

11.根据权利要求9所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述预设电压条件为流量传感器在低速段中输出的电压值大于或等于吸气阀的开启电压，且流量传感器在高速段中输出的电压值小于或等于吸气阀的最大开阀电压。

12.根据权利要求11所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述吸气阀的开启电压的具体获取过程为：

假设流量传感器输出的最小电压和最大电压分别为V_Zmin和V_Zmax；气体流量计检测的零点起始流速的零点最小流速和零点最大流速分别为f_Zmin和f_Zmax；气体流量计检测到的当前测定流速为f_insp；

当f_Zmin≤f_insp≤f_Zmax时，则流量传感器输出的吸气阀驱动电压V_insp为：

并将该吸气阀驱动电压V_insp作为吸气阀开启电压V_Z；

当f_insp＜f_min或f_insp＞f_max时，则对应的流量传感器输出的吸气阀输出电压V_insp'为：

并将该吸气阀输出电压V_insp'作为吸气阀开启电压V_Z。

13.根据权利要求11所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述吸气阀的最大开阀电压的具体获取过程为：

调节吸气阀开启电压V_Z，假设电压递增步长为V_adj,从吸气阀开启电压V_Z开始，以电压递增步长V_adj为递增单位，依次递增吸气阀开启电压V_Z，驱动吸气阀，输出呈递增规律的吸气阀驱动电压；

当测量流速达到20L/min时，则记录对应的电压值为V_i20，对应的流速值为f_insp20；

当测量流速达到70L/min时，则记录对应的电压值为V_i70，对应的流速值为f_insp70；

当测量流速大于70L/min时，则记录对应的每次调节后的流速f_n(n＝0…7)，当测量流速满足条件：

或测量流速达到120L/min时，则记录对应的电压值，并将其作为吸气阀最大开阀电压V_Zmax；

其中，测量流速为利用气体流量计实时采集的气体流速。

14.根据权利要求8所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述低速段为0～20L/min，所述中速段为20～70L/min，所述高速段为70～120L/min。

15.根据权利要求9所述的用于气动电控麻醉机的吸气阀的标校方法，其特征在于，所述针对每段内所选取的标定点，标校控制单元中的标定模块计算每个标定点的标定电压，完成对每个标定点的标校，同时，生成流速-电压数据表，以供查询；具体为：

根据划分好的低速段、中速度段和高速段，分别对应地获取低速段的两端的电压值，中速度按的两端的电压值，高速段的两端的电压值；

分别计算低速段的电压差值、中速度段的电压差值和高速段的电压差值；

将低速段的电压差值除以低速段所选取的标定点数，得到低速段的驱动电压增加步长，低速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将中速段的电压差值除以中速段所选取的标定点数，得到中速段的驱动电压增加步长，中速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将高速段的电压差值除以高速段所选取的标定点数，得到高速段的驱动电压增加步长，高速段内进行标校时，流量传感器输出吸气阀开启电压，并记录对应的流速值，再根据预先计算好的驱动电压增加步长，增加流量传感器输出的电压值，并记录对应的流速值，重复上述过程，直至将该流速段内的所有的所选取的标定点数均标校完毕，完成对每个标定点的标校，得到该流速段内的流速-电压数据；

将低速段内的流速-电压数据、中速段内的流速-电压数据、高速段内的流速-电压数据整合成完整的、适合当前吸气阀的流速-电压数据表。

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