CN116603362A - 制氧机控制系统及制氧机 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种制氧机控制系统及制氧机，涉及制氧机技术领域。制氧机控制系统包括气路模块、信号收集模块以及控制模块，气路模块用于输出富氧气体，信号收集模块用于获取气路模块的信号数据，控制模块用于根据信号数据，控制气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出，信号模块、控制模块以及气路模块组成闭环控制系统，以实时控制气路模块运行，其不同于现有技术中的医用制氧机的固定参数控制系统，该制氧机控制系统一个闭环控制系统，能够实时根据当前制氧状态进行控制，始终保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，同时，还能实现气体氧气浓度在满足医用要求的情况下，降低制氧机的能耗以及减少分子筛的消耗。

Description

制氧机控制系统及制氧机
技术领域
本发明涉及制氧机技术领域，具体而言，涉及一种制氧机控制系统及制氧机。
背景技术
医用制氧机一般采用变压吸附的方式进行制氧，利用分子筛在加压的情况吸附氮气的特性，将空气中的氮气与氧气进行分离，并通过两个分子筛交替进行吸附和释放实现持续富氧空气输出。
对于医用制氧机来说，医用制氧机的输出气体的氧气浓度是一个非常关键的参数，一般来说必须要达到93％才有医用氧疗效果。
现有技术中，医用制氧机的控制系统参数是固定的，医用制氧机在长期使用过程中，随着医用制氧机使用消耗或者是外界环境的改变，输出的氧气浓度会存在达不到医用氧疗效果的情况。
发明内容
本发明提供了一种制氧机控制系统及制氧机，其能够始终使制氧机的输出氧气浓度始终达到医用氧疗效果。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种制氧机控制系统，适用于制氧机，所述制氧机控制系统包括：
气路模块，所述气路模块用于输出富氧气体；
信号收集模块，所述信号收集模块用于获取所述气路模块的信号数据；以及
控制模块，所述控制模块用于根据所述信号数据，控制所述气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出；
其中，所述信号模块、控制模块以及气路模块组成闭环控制系统，以实时控制所述气路模块运行。
在可选的实施方式中，所述制氧机控制系统还包括算法处理模块，所述算法处理模块用于处理所述信号数据，并输出控制信号，所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述气体模块运行；
其中，所述信号模块、算法处理模块、控制模块以及气路模块组成闭环控制系统，以实时控制所述气路模块运行。
在可选的实施方式中，所述信号收集模块包括温度传感器和氧浓度传感器，所述温度传感器用于获取所述气路模块的温度信息，所述氧浓度传感器用于获取所述气路模块的输出氧气的氧浓度信息，其中，所述信号数据包括温度信息和氧浓度信息。
在可选的实施方式中，所述信号收集模块还包括气体压力传感器，所述气体压力传感器用于获取所述气路模块的输出气体的气压信息和输入气体的气压信息，其中，所述信号数据还包括输出气体的气压信息和输入气体的气压信息。
在可选的实施方式中，所述信号收集模块还包括流量传感器，所述流量传感器用于获取所述气路模块的输出气体流量信息，其中，所述信号数据还包括输出气体流量信息。
在可选的实施方式中，所述气路模块包括空气压缩机和控制阀，所述空气压缩机用于抽取空气，所述控制阀用于控制第一分子筛和第二分子筛交替作业，以实现富氧气体的输出。
在可选的实施方式中，所述制氧机控制系统还包括所述第一分子筛和所述第二分子筛。
在可选的实施方式中，所述控制阀为两位四通阀。
在可选的实施方式中，所述制氧机控制系统还包括散热模块，所述控制模块用于控制所述散热模块对所述制氧机内部散热。
第二方面，本发明提供一种制氧机，包括前述实施方式任一项所述的制氧机控制系统。
本发明实施例的制氧机控制系统及制氧机的有益效果包括，例如：
本发明提供一种制氧机控制系统，适用于制氧机，制氧机控制系统包括气路模块、信号收集模块以及控制模块，气路模块用于输出富氧气体，信号收集模块用于获取气路模块的信号数据，控制模块用于根据信号数据，控制气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出，其中，信号模块、控制模块以及气路模块组成闭环控制系统，以实时控制气路模块运行。不同于现有技术中的医用制氧机的固定参数控制系统，该制氧机控制系统一个闭环控制系统，能够实时根据当前制氧状态(例如氧气浓度)进行控制，预设氧气浓度可以为满足医用要求的氧气浓度，进而，始终保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，即，输出氧气浓度始终达到医用氧疗效果。
本发明提供一种制氧机，包括上述的制氧机控制系统，该制氧机具有上述制氧机控制系统的全部功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本发明的实施例中提供的制氧机控制系统的示意图。
图标：1000-制氧机控制系统；100-信号收集模块；110-温度传感器；120-氧浓度传感器；130-压力传感器；140-流量传感器；200-控制模块；300-气路模块；310-空气压缩机；320-控制阀；400-算法处理模块；500-散热模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
正如背景技术中所提及的，医用制氧机一般采用变压吸附的方式进行制氧，利用分子筛在加压的情况吸附氮气的特性，将空气中的氮气与氧气进行分离，并通过两个分子筛交替进行吸附和释放实现持续富氧空气输出。
变压吸附型制氧机是通过利用分子筛在加压时吸附氮氧气，解压时释放氮气的特性，通过一个空气压缩机实现气体的加压，采用两个分子筛配合两位四通电磁阀进行交替工作，来确保持续的富氧气体输出。
对于医用制氧机来说，医用制氧机的输出气体的氧气浓度是一个非常关键的参数，一般来说必须要达到93％才有医用氧疗效果。
现有技术中，医用制氧机的控制系统参数是固定的，例如使用的固定频率空气压缩机，由于医用制氧机在长期使用过程中，医用制氧机自身存在使用消耗，输出的氧气浓度会存在达不到医用氧疗效果的情况，或者是外界环境的改变，会出现输出气体氧浓度降低的情况。
有鉴于此，请参考图1，本发明的实施例中提供的制氧机控制系统1000及制氧机可以解决这一问题，接下来将对其进行详细的描述。
本发明提供一种制氧机，该制氧机包括制氧机控制系统1000，该制氧机控制系统1000能够实时根据当前制氧状态进行控制，始终保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，同时，还能实现气体氧气浓度在满足医用要求的情况下，降低制氧机的能耗以及减少分子筛的消耗。
具体来说，该制氧机控制系统1000包括气路模块300、信号收集模块100以及控制模块200，气路模块300用于输出富氧气体，信号收集模块100用于获取气路模块300的信号数据，控制模块200用于根据信号数据，控制气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出。
其中，信号模块、控制模块200以及气路模块300组成闭环控制系统，以实时控制气路模块300运行。
不同于现有技术中的医用制氧机的固定参数控制系统，该制氧机控制系统1000一个闭环控制系统，能够实时根据当前制氧状态(例如氧气浓度)进行控制，预设氧气浓度可以为满足医用要求的氧气浓度，进而，始终保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，即，输出氧气浓度始终达到医用氧疗效果。
需要说明的是，该气路模块300包括空气压缩机310、控制阀320、第一分子筛和第二分子筛，空气压缩机310用于抽取空气，控制阀320为两位四通阀，控制阀320用于控制第一分子筛和第二分子筛交替作业，以实现富氧气体的输出，例如第一分子筛最终输出高氧浓度气体，第二个分子筛则排出高氮浓度气体。
此处，气路模块300的原理可以参考现有技术中的变压吸附型制氧机的原理，进而对其不再赘述。
一般来说，气路模块300输出的氧气浓度必须要达到93％才有医用氧疗效果，本实施例中提供的制氧机控制系统1000可以使制氧机的输出氧气浓度始终保持93％或93％以上。
为了降低制氧机的功耗，同时也可以减少分子筛(例如第一分子筛和第二分子筛)的消耗，当氧气浓度超过实际需求时，例如，信号收集模块100获取到氧气浓度大于93％的信号数据，控制模块200根据该信号数据，控制气路模块300中的压缩机降低功率，使制氧机处于一个最佳的运行状态，即，在保证氧气浓度达到实际需求的情况下，降低制氧机的功耗，同时也可以降低分子筛的消耗。
此外，为了方便对信号数据进行分析，制氧机控制系统1000还包括算法处理模块400，算法处理模块400用于处理信号数据，并输出控制信号，控制模块200用于根据控制信号控制气体模块运行，具体地，信号模块、算法处理模块400、控制模块200以及气路模块300共同组成闭环控制系统，以实时控制气路模块300运行。
需要说明的是，此处的算法处理模块400和控制模块200均可以集成于计算机中，控制系统可以控制空气压缩机310的频率以及控制阀320的切换时间。
在本实施例中，信号数据包括温度信息、氧浓度信息、输出气体的气压信息和输入气体的气压信息以及输出气体流量信息。
具体地，信号收集模块100包括温度传感器110和氧浓度传感器120，温度传感器110用于获取气路模块300的温度信息，氧浓度传感器120用于获取气路模块300的输出氧气的氧浓度信息。
同时，信号收集模块100还包括气体压力传感器130和流量传感器140，气体压力传感器130用于获取气路模块300的输出气体的气压信息和输入气体的气压信息，流量传感器140用于获取气路模块300的输出气体流量信息。
例如，温度传感器110可以获取制氧机的内部温度信息，其主要是获取压缩机的温度，算法处理模块400可以分析该温度信息，例如温度信息大于压缩机的安全工作温度时，则算法处理模块400发出降低压缩机工作频率的控制信号，进而控制模块200收到该信号后，可以控制压缩机降低一定频率，保证整个制氧机的安全运行。
或者是，算法处理模块400可以分析输出气体流量信息和氧气浓度信息，如果输出气体流量在下降至一定数值的情况下，气体氧气浓度依然可以满足医用氧疗效果，则可以发出控制信号，使控制模块200控制压缩机降低压缩机工作频率，降低输出气体压力和输入气体压力。
同时，需要说明的是，通过获取输出气体压力和输入气体压力，可以通过调节压缩机频率，可以保证输出气体压力和输入气体压力始终处于设定范围，保证输出的气体氧气浓度满足医用要求。
此外，可以根据输入气体的气压值，算法处理模块400可以判断呼吸机所处的环境，例如高海拔的空气稀薄环境，进而可以使控制模块200控制压缩机的频率增大，提高输出气体的氧气浓度，保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，进而可以达到制氧机能够自适应外界环境，始终满足医用氧疗效果。
此外，为了更好地实现对制氧机的散热，保持制氧机的最佳工作状态，制氧机控制系统1000还包括散热模块500，散热模块500可以理解为散热风扇，控制模块200用于控制散热模块500对制氧机内部散热，例如可以增强对空气压缩机310的散热。
通过散热模块500，制氧机的内部温度降低至一定数值时，输出的气体的氧气浓度依然可以满足医用氧疗效果，则算法处理模块400可以发出控制信号，使控制模块200控制散热模块500降工作频率或停止运行，以降低制氧机的功耗。
综上所述，制氧机控制系统1000包括气路模块300、信号收集模块100以及控制模块200，气路模块300用于输出富氧气体，信号收集模块100用于获取气路模块300的信号数据，控制模块200用于根据信号数据，控制气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出，信号模块、控制模块200以及气路模块300组成闭环控制系统，以实时控制气路模块300运行。
其不同于现有技术中的医用制氧机的固定参数控制系统，该制氧机控制系统1000一个闭环控制系统，能够实时根据当前制氧状态进行控制，始终保证输出的气体氧气浓度满足医用要求，同时，还能实现气体氧气浓度在满足医用要求的情况下，降低制氧机的能耗以及减少分子筛的消耗。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种制氧机控制系统，适用于制氧机，其特征在于，所述制氧机控制系统包括：
气路模块(300)，所述气路模块(300)用于输出富氧气体；
信号收集模块(100)，所述信号收集模块(100)用于获取所述气路模块(300)的信号数据；以及
控制模块(200)，所述控制模块(200)用于根据所述信号数据，控制所述气体模块运行，以实现达到预设氧气浓度的富氧气体的输出；
其中，所述信号模块、控制模块(200)以及气路模块(300)组成闭环控制系统，以实时控制所述气路模块(300)运行。
2.根据权利要求1所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述制氧机控制系统还包括算法处理模块(400)，所述算法处理模块(400)用于处理所述信号数据，并输出控制信号，所述控制模块(200)用于根据所述控制信号控制所述气体模块运行；
其中，所述信号模块、算法处理模块(400)、控制模块(200)以及气路模块(300)组成闭环控制系统，以实时控制所述气路模块(300)运行。
3.根据权利要求1所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述信号收集模块(100)包括温度传感器(110)和氧浓度传感器(120)，所述温度传感器(110)用于获取所述气路模块(300)的温度信息，所述氧浓度传感器(120)用于获取所述气路模块(300)的输出氧气的氧浓度信息，其中，所述信号数据包括温度信息和氧浓度信息。
4.根据权利要求3所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述信号收集模块(100)还包括气体压力传感器(130)，所述气体压力传感器(130)用于获取所述气路模块(300)的输出气体的气压信息和输入气体的气压信息，其中，所述信号数据还包括输出气体的气压信息和输入气体的气压信息。
5.根据权利要求3所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述信号收集模块(100)还包括流量传感器(140)，所述流量传感器(140)用于获取所述气路模块(300)的输出气体流量信息，其中，所述信号数据还包括输出气体流量信息。
6.根据权利要求1所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述气路模块(300)包括空气压缩机(310)和控制阀(320)，所述空气压缩机(310)用于抽取空气，所述控制阀(320)用于控制第一分子筛和第二分子筛交替作业，以实现富氧气体的输出。
7.根据权利要求6所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述制氧机控制系统还包括所述第一分子筛和所述第二分子筛。
8.根据权利要求6所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述控制阀(320)为两位四通阀。
9.根据权利要求1所述的制氧机控制系统，其特征在于，所述制氧机控制系统还包括散热模块(500)，所述控制模块(200)用于控制所述散热模块(500)对所述制氧机内部散热。
10.一种制氧机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的制氧机控制系统。
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