CN113926042A - 一种具有水位监测功能的湿化装置、水位监测方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种具有水位监测功能的湿化装置、水位监测方法及设备，其中湿化装置水盒内部设有U型联通管道，所述U型联通管道倒置于所述湿化装置水盒内部，所述U型联通管道包括第一管道、连接部和第二管道，所述第一管道的端口与所述湿化装置水盒内部相通，所述第二管道的端口为压力采集口，所述压力采集口未进行压力采集时为密封状态。本发明通过将湿化装置水盒和第一管组成U型连接管U1，第一管道和第二管道组成U型连接管U2，根据水位高度的关系计算出水盒内水位高度，可以通过监测湿化装置水盒内水位做到精准水位报警，防止干烧以及水位过高溢出；还可以精确计算加水后使用时间，便于用户根据使用时间加水，减轻陪护人员工作。

Description

一种具有水位监测功能的湿化装置、水位监测方法及设备
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种具有水位监测功能的湿化装置、水位监测方法及设备。
背景技术
现有湿化装置没有准确的水位监测功能，只具有防干烧功能和高低水位监测功能。其中防干烧功能是通过加热板底部温度传感器检测加热板温度，做到防干烧功能，根据热传递原理，当有水时加热板温度传递给水盒内的湿化水，水温不会超过100℃，所以湿化装置加热板温度最高在100℃左右，当湿化水盒内水用完时，加热板持续加热会远远超高100℃，采用这个原理做防干烧功能，只能等水盒内水用完才会生效，提醒用户加水，这样就造成中间一段时间没有达到湿化效果，低价用户使用效果。同时还经常因湿化水盒过热，造成水盒熟料变形损坏等问题。
现有的湿化装置增加了红外传感器检测水位，根据红外线在水和控制中的透视率检测一点的水位，这种做法不能做到实时检测水位，只能单点检测。随着湿化水盒熟料老化、内壁粘有水中渣滓或者水雾，都容易造成水位监测误判，产生错误提示报警。
中国专利CN109813392A公开了一种湿化器的水位检测装置，包括：一个控制器，一个红外光发射单元，一个红外光接收单元，一个湿化罐，一个湿化罐侧壁上的红外光反射单元；本发明的一种湿化器的水位检测方法，控制器控制红外光发射单元发出红外光，经由红外光反射单元反射，所述红外光接收单元接收来自所述红外光反射单元反射来的红外光，所述控制器根据接收到的红外光光强来判断水位的高低，该装置与方法能快速、实时的自动检测湿化罐水位，并减少看护人员的工作量。对比文件中国通过红外光强来判断湿化器内的水位，容易造成水位监测误判，产生错误提示报警。
发明内容
为了克服现有技术中的问题，本申请提供一种具有水位监测功能的湿化装置、水位监测方法及设备，可以通过监测湿化装置水盒内水位做到精准水位报警，防止干烧以及水位过高溢出；还可以精确计算加水后使用时间，便于用户根据使用时间加水，减轻陪护人员工作。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
本发明第一方面提供一种具有水位监测功能的湿化装置，包括湿化装置水盒，所述湿化装置水盒上部设有进气口、出气口和加水口，所述湿化装置水盒内部设有U型联通管道，所述U型联通管道倒置于所述湿化装置水盒内部，所述U型联通管道包括第一管道、连接部和第二管道，所述第一管道的端口与所述湿化装置水盒内部相通，所述第二管道的端口为压力采集口，所述压力采集口未进行压力采集时为密封状态。
湿化装置水盒内部设置U型联通管道，通过湿化装置水盒和第一管组成U型连接管U1，第一管道和第二管道组成U型连接管U2，根据U型管原理：当U形管的两端都与大气接触的，两端的压强均为大气压强，两端的液面高度应该是相同的；同理当第一管道密封时，随着湿化装置水盒内水位升高，第一管道内压力增大，由于第一管道和第二管道组成U型连接管U2，第一管道压力和第二管道压力相等，根据水位高度的关系计算出水盒内水位高度。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置中，所述压力采集口处设有压力传感器。利用压力传感器采集第二管道出的压力，根据压力值计算湿化装置水盒内水位高低。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置中，所述第二管道的端口处的压力采集口处设有压力采集口母头，所述湿化设备上设有压力采集口公头，所述压力采集口母头与压力采集口公头配合使用。
为了保证证第一管道和第二管道组成U型连接管U2一端密封，在第二管道管底部加入压力采集口母头，在公头未接入时压力采集口母头密封，接入公头时采集口母头与公头直通打开，这样就保证湿化水盒未连接到湿化设备时第二管道内压力密封，通过压力采集口母头和压力采集口公头连接，在湿化设备内加入压力传感器采集湿化设备压力采集口公头处压力，根据采集到的压力计算水盒内水位高度。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置中，所述压力采集口公头与压力传感器相连。利用压力传感器采集第二管道出的压力，根据压力值计算湿化装置水盒内水位高低。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置中，所述连接部设有防水透气装置。
为了便于湿化装置水盒的清洗，防止清洗时水流入第二管道，在第一管道和第二管道之间的连接部设置防水透气装置。
本发明第二方面提供一种具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法，包括以下步骤：
S1、根据第一管道和第二管道管径以及设计气道大小，通过实验模拟计算得出水位高度H与压力P的关系；
S2、开启湿化设备，记录开始使用时间T1，接通压力采集口母头与压力采集口公头，采集压力传感器数值P1，利用步骤S1中的公式计算T1时刻的湿化设备水盒内的水位高度H1；
S3、开启一段时间后，记录使用时间为T2，采集压力传感器数值P2，利用步骤S1中的公式计算T2时刻的湿化设备水盒内的水位高度H2；
S4、根据步骤S2和S3计算单位时间消耗的水位高度H＝(H1-H2)/(T2-T1)，根据T＝H2/H计算得出T2时刻湿化设备水盒内的水可使用的剩余时间T。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法中，步骤S1中，通过公式H＝KP实验模拟出水位高度H与压力P的关系，其中K为实验拟合值，P为压力传感器测量值。
作为一种可选的实施方式，在本发明提供的具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法中，步骤S3中计算得出开启一段时间后湿化设备水盒内的水位高度H2，检测水位高度是否低于低水位限制，低于则提示用户加水，反之继续工作。
本发明第三方面提供一种呼吸支持设备所述呼吸支持设备包上述的具有水位监测功能的湿化装置。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明公布的具有水位监测功能的湿化装置，湿化装置水盒内部设置U型联通管道，通过湿化装置水盒和第一管组成U型连接管U1，第一管道和第二管道组成U型连接管U2，根据U型管原理：当U形管的两端都与大气接触的，两端的压强均为大气压强，两端的液面高度应该是相同的；同理当第一管道密封时，随着湿化装置水盒内水位升高，第一管道内压力增大，由于第一管道和第二管道组成U型连接管U2，第一管道压力和第二管道压力相等，根据水位高度的关系计算出水盒内水位高度，可以准确检测水位高度，防止水位过低引起干烧，或水位过高溢出的情况发生。
(2)本发明公布的水位监测方法，可以检测水位高度是否低于低水位限制，低于则提示用户加水，反之继续工作；可以再根据用户使用环境，计算单位时间内消耗水位高度，可以准确计算出水盒内的剩余的水的使用时间，简化陪护人员工作量。
附图说明
图1为本发明中湿化装置结构示意图；
附图标记
1、湿化装置水盒；2、湿化设备；
11、进气口；12出气口；13、加水口；14、U型联通管道；15、压力传感器；16、压力采集口母头；17、压力采集口公头；
141、第一管道；142、连接部；143、第二管道；144、防水透气装置；
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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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公开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。
实施例1
一种具有水位监测功能的湿化装置，如图1所示，包括湿化装置水盒1，其中湿化装置水盒1上部设有进气口11、出气口12和加水口13，湿化装置水盒1内部设有U型联通管道14，U型联通管道14倒置于湿化装置水盒1内部，U型联通管道14包括第一管道141、连接部142和第二管道143，第一管道141的端口与湿化装置水盒1内部相通，第二管道143的端口为压力采集口，压力采集口未进行压力采集时为密封状态。
在具体实施过程中，湿化装置水盒1上部设置进气口11，用于连接外部气源，设置出气口12，用于与外部管道相连，为使用人员提供氧气，设置加水口13，用于加水。内部设置U型联通管道14，通过湿化装置水盒1和第一管道141组成U型连接管U1，第一管道141和第二管道143组成U型连接管U2，根据U型管原理：当U形管的两端都与大气接触的，两端的压强均为大气压强，两端的液面高度应该是相同的；同理当第一管道141密封时，随着湿化装置水盒内水位升高，第一管道141内压力增大，由于第一管道141和第二管道143组成U型连接管U2，第一管道141压力和第二管道143压力相等，根据水位高度的关系计算出水盒内水位高度。
作为进一步改进的实施方案，压力采集口处设有压力传感器15。
在本实施例中，利用压力传感器15采集第二管道143出的压力，根据压力值计算湿化装置水盒1内水位高低。
作为进一步改进的实施方案，第二管道143的端口处的压力采集口处设有压力采集口母头16，其中湿化设备2上设有压力采集口公头17，压力采集口母头16与压力采集口公头17配合使用。
在具体实施过程中，为了保证证第一管道141和第二管道143组成U型连接管U2一端密封，在第二管道143管底部加入压力采集口母头16，在公头未接入时压力采集口母头密封，接入公头时采集口母头与公头直通打开，这样就保证湿化装置水盒1未连接到湿化设备2时第二管道143内压力密封，通过压力采集口母头16和压力采集口公头17连接，在湿化设备2内加入压力传感器15采集湿化设备压力采集口公头处压力，根据采集到的压力计算水盒内水位高度。
作为进一步改进的实施方案，压力采集口公头17与压力传感器15相连。
在本实施例中，利用压力传感器15采集第二管道143出的压力，根据压力值计算湿化装置水盒内水位高低。
作为进一步改进的实施方案，连接部142设有防水透气装置144。
在具体实施过程中，为了便于湿化装置水盒1的清洗，防止清洗时水流入第二管道143，在第一管道141和第二管道143之间的连接部设置防水透气装置144，在本实施例中，防水透气装置144为防水透气膜。
本方案根据连通器原理：当U形管的两端都与大气接触的，两端的压强均为大气压强,两端的液面高度应该是相同的，当U形管的一端与大气接触另一端的压强大于或小于大气压时，U形管的两端液面高度不相同，根据高度差就可以读出压力值，根据压力值计算湿化水盒内水位高度。根据压力值可以实时、准确计算湿化水盒内水位高度，准确检测水位高度，防止水位过低。再根据用户使用环境，计算单位时间内消耗水位高度，可以准确计算出水盒内的剩余的水的使用时间，简化陪护人员工作量。
实施例2
一种具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法，思路及方法如下：
S1、根据第一管道和第二管道管径以及设计气道大小，通过实验模拟计算得出水位高度H与压力P的关系。
通过湿化装置水盒和第一管组成U型连接管U1，第一管道和第二管道组成U型连接管U2，根据U型管原理：当U形管的两端都与大气接触的，两端的压强均为大气压强，两端的液面高度应该是相同的；同理当第一管道密封时，随着湿化装置水盒内水位升高，第一管道内压力增大，由于第一管道和第二管道组成U型连接管U2，第一管道压力和第二管道压力相等，根据水位高度的关系计算出水盒内水位高度。由于B、C管径大小以及设计气道影响，可以通过实验模拟出水位高度H＝KP与压力P的关系(K为实验拟合值，P为压力传感器测量值)。
S2、开启湿化设备，记录开始使用时间T1，接通压力采集口母头与压力采集口公头，采集压力传感器数值P1，利用步骤S1中的公式计算T1时刻的湿化设备水盒内的水位高度H1。
S3、开启一段时间后，记录使用时间为T2，采集压力传感器数值P2，利用步骤S1中的公式计算T2时刻的湿化设备水盒内的水位高度H2。
计算得出开启一段时间后湿化设备水盒内的水位高度H2，检测水位高度是否低于低水位限制，低于则提示用户加水，反之继续工作。
S4、根据步骤S2和S3计算单位时间消耗的水位高度H＝(H1-H2)/(T2-T1)，根据T＝H2/H计算得出T2时刻湿化设备水盒内的水可使用的剩余时间T。
由于用户使用环境不一样，比如设置温度、通过湿化水盒的流量都会影响在固定水位使用时间，本方案通过记录开始使用时间T1和水位H1，到T2时刻，记录水位H2，这样单位时间内消耗的水位高度H为：H＝(H1-H2)/(T2-T1)，这样就可以计算出T2时刻水盒内水可使用的剩余时间T为：T＝H2/H；同理，到T3时刻，记录水位H3，这样单位时间内消耗的水位高度H为：H＝(H1-H3)/(T3-T1)，这样就可以计算出T3时刻水盒内水可使用的剩余时间T为：T＝H3/H。
实施例3
一种呼吸支持设备，包括上述的有水位监测功能的湿化装置。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有水位监测功能的湿化装置，其特征在于，包括湿化装置水盒，所述湿化装置水盒上部设有进气口、出气口和加水口，所述湿化装置水盒内部设有U型联通管道，所述U型联通管道倒置于所述湿化装置水盒内部，所述U型联通管道包括第一管道、连接部和第二管道，所述第一管道的端口与所述湿化装置水盒内部相通，所述第二管道的端口处设有压力采集口，所述压力采集口未进行压力采集时为密封状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有水位监测功能的湿化装置，其特征在于，所述压力采集口处设有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种具有水位监测功能的湿化装置，其特征在于，所述第二管道的端口处的压力采集口处设有压力采集口母头，所述湿化装置上设有压力采集口公头，所述压力采集口母头与压力采集口公头配合使用。
4.根据权利要求3所述的一种具有水位监测功能的湿化装置，其特征在于，所述压力采集口公头与压力传感器相连。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种具有水位监测功能的湿化装置，其特征在于，所述连接部设有防水透气装置。
6.根据权利要求1-5任一所述的具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据第一管道和第二管道管径以及设计气道大小，通过实验模拟计算得出水位高度H与压力P的关系；
S2、开启湿化装置，记录开始使用时间T1，接通压力采集口母头与压力采集口公头，采集压力传感器数值P1，利用步骤S1计算T1时刻的湿化装置水盒内的水位高度H1；
S3、开启一段时间后，记录使用时间为T2，采集压力传感器数值P2，利用步骤S1计算T2时刻的湿化装置水盒内的水位高度H2；
S4、根据步骤S2和S3计算单位时间消耗的水位高度H＝(H1-H2)/(T2-T1)，根据T＝H2/H计算得出T2时刻湿化装置水盒内的水可使用的剩余时间T。
7.根据权利要求6所述的一种具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法，其特征在于，
步骤S1中，通过公式H＝KP实验模拟出水位高度H与压力P的关系，其中K为实验拟合值，P为压力传感器测量值。
8.根据权利要求6所述的一种具有水位监测功能的湿化装置的水位监测方法，其特征在于，
步骤S3中计算得出开启一段时间后湿化装置水盒内的水位高度H2，检测水位高度是否低于低水位限制，低于则提示用户加水，反之继续工作。
9.一种呼吸支持设备，其特征在于，所述呼吸支持设备包括权利要求1-5任一所述的具有水位监测功能的湿化装置。
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