CN117122788B - 一种空氧混合装置 - Google Patents
一种空氧混合装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117122788B CN117122788B CN202311395878.5A CN202311395878A CN117122788B CN 117122788 B CN117122788 B CN 117122788B CN 202311395878 A CN202311395878 A CN 202311395878A CN 117122788 B CN117122788 B CN 117122788B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxygen
- air
- oxygen concentration
- mixed gas
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 228
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 228
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 181
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 164
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 6
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002640 oxygen therapy Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002618 extracorporeal membrane oxygenation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/12—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases
- A61M16/122—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases with dilution
- A61M16/125—Diluting primary gas with ambient air
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
- A61M16/022—Control means therefor
- A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
- A61M16/201—Controlled valves
- A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
- A61M16/203—Proportional
- A61M16/204—Proportional used for inhalation control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
- A61M2016/0027—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure pressure meter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
- A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
- A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
- A61M2016/0039—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the inspiratory circuit
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
- A61M2016/102—Measuring a parameter of the content of the delivered gas
- A61M2016/1025—Measuring a parameter of the content of the delivered gas the O2 concentration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
- A61M2205/3327—Measuring
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
- A61M2205/3331—Pressure; Flow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
- A61M2205/3368—Temperature
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
- A61M2205/3379—Masses, volumes, levels of fluids in reservoirs, flow rates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本申请公开了一种空氧混合装置。该装置中的控制模块用于：基于混合气体的目标氧浓度和气体传感器采集的当前氧浓度，通过PID算法得到混合气体的第一氧浓度；基于混合气体的目标流量和气体传感器采集的当前流量，通过PID算法得到混合气体的第一流量；基于第一压力传感器采集的当前压力，对第一氧浓度和第一流量进行补偿，得到混合气体的第二氧浓度和第二流量；基于气体传感器采集的当前温度对第二氧浓度进行补偿，得到混合气体的第三氧浓度；以及，基于当前温度和气体传感器采集的当前湿度对第二流量进行补偿，得到混合气体的第三流量；基于第三氧浓度和第三流量控制第一比例阀和第二比例阀。如此可以提高空氧配比精度，提高装置的便利性。
Description
技术领域
本申请涉及输氧设备技术领域，尤其涉及一种空氧混合装置。
背景技术
空氧混合装置是一种输氧设备，能够将输入的医用空气和医用氧气按比例进行氧浓度调节，为患者提供安全合理的供氧环境。在现代临床医学领域，空氧混合装置作为呼吸支持类设备的重要模块之一，被提出了更高的要求，以推进和完善医疗体系的建设。
相关技术中，由于医用气源的气源参数，如压力、温度和湿度等不稳定，混合气体的氧浓度和流量可能存在波动，因此，为提高空氧配比精度，在实际使用过程中，还需要额外手动调整空氧混合装置，导致使用不便。
发明内容
本申请实施例提供了一种空氧混合装置，以自动调整空氧混合装置的同时提高空氧配比精度，提高便利性。
第一方面，本申请实施例提供了一种空氧混合装置，包括：空气通道、氧气通道、气体混合室和控制模块；所述空气通道通过第一比例阀与所述气体混合室连通，所述氧气通道通过第二比例阀与所述气体混合室连通；所述气体混合室设有气体传感器和第一压力传感器，所述气体传感器用于检测所述气体混合室中混合气体的氧浓度、流量、温度和湿度，所述第一压力传感器用于检测所述混合气体的压力；所述第一比例阀和所述第二比例阀均与所述控制模块通信连接；所述控制模块用于：
基于所述混合气体的目标氧浓度和所述气体传感器采集的当前氧浓度，通过比例积分微分PID算法，得到所述混合气体的第一氧浓度；以及，基于所述混合气体的目标流量和所述气体传感器采集的当前流量，通过所述PID算法，得到所述混合气体的第一流量；
基于所述第一压力传感器采集的当前压力，对所述第一氧浓度和所述第一流量进行补偿，得到所述混合气体的第二氧浓度和第二流量；
基于所述气体传感器采集的当前温度对所述第二氧浓度进行补偿，得到所述混合气体的第三氧浓度；以及，基于所述当前温度和所述气体传感器采集的当前湿度对所述第二流量进行补偿，得到所述混合气体的第三流量；
基于所述第三氧浓度和所述第三流量控制所述第一比例阀和所述第二比例阀。
可选地，所述控制模块具体用于：
确定所述混合气体的氧浓度和压力之间的第一关联关系；
基于所述第一关联关系和所述当前压力，通过第一压力补偿公式，计算所述第二氧浓度；所述第二氧浓度用于对所述第一氧浓度进行补偿。
可选地，所述控制模块具体用于：
确定所述混合气体的流量和压力之间的第二关联关系；
基于所述第二关联关系和所述当前压力，通过第二压力补偿公式，计算所述第二流量；所述第二流量用于对所述第一流量进行补偿。
可选地，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与流量之间的第三关联关系，以及混合气体的不同湿度和流量之间的第四关联关系；
根据所述第三关联关系和所述第四关联关系，对所述第二流量进行补偿。
可选地，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第五关联关系；
根据所述第五关联关系，对所述第二氧浓度进行补偿。
可选地，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第六关联关系；所述第六关联关系为依据空气对应的第一压缩因子和氧气对应的第二压缩因子构建的关联关系；
基于所述第六关联关系，对所述第二氧浓度进行补偿。
可选地，所述控制模块具体用于：
将所述第三氧浓度对应的数值转换为第一控制电压信号，并将所述第三流量对应的数值转换为第二控制电压信号；
根据所述第一控制电压信号调节所述第一比例阀的开度，并根据所述第二控制电压信号调节所述第二比例阀的开度。
可选地，所述空氧混合装置还包括：第二压力传感器、第三压力传感器和提醒模块；所述第二压力传感器、所述第三压力传感器和所述提醒模块均与所述控制模块通信连接；
所述第二压力传感器设置于所述空气通道，用于采集进入所述空气通道的空气对应的第一压力；
所述第三压力传感器设置于所述氧气通道，用于采集进入所述氧气通道的氧气对应的第二压力；
所述控制模块还用于：
在所述第一压力大于或等于第一压力阈值，和/或，所述第二压力大于或等于第二压力阈值时，控制所述提醒模块发出提醒信息。
可选地，所述空氧混合装置还包括：空气过滤器和氧气过滤器；
所述空气过滤器设置于所述空气通道的进气口处，用于对进入所述空气通道的空气进行过滤；
所述氧气过滤器设置于所述氧气通道的进气口处，用于对进入所述氧气通道的氧气进行过滤。
可选地，所述空氧混合装置还包括：出气通道；所述出气通道与气体混合室连通，并与体外膜肺氧合设备连接；
所述出气通道用于将所述混合气体输送至所述体外膜肺氧合设备。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
在本申请实施例中，空氧混合装置可以包括空气通道、氧气通道、气体混合室和控制模块。其中，空气通道通过第一比例阀与气体混合室连通，氧气通道通过第二比例阀与气体混合室连通；气体混合室设有气体传感器和第一压力传感器，气体传感器用于检测气体混合室中混合气体的氧浓度、流量、温度和湿度，第一压力传感器用于检测混合气体的压力；第一比例阀和第二比例阀均与控制模块通信连接。对应于此，该控制模块可以用于：基于混合气体的目标氧浓度和气体传感器采集的当前氧浓度，通过比例积分微分PID算法，得到混合气体的第一氧浓度；以及，基于混合气体的目标流量和气体传感器采集的当前流量，通过PID算法，得到混合气体的第一流量；基于第一压力传感器采集的当前压力，对第一氧浓度和第一流量进行补偿，得到混合气体的第二氧浓度和第二流量；基于气体传感器采集的当前温度对第二氧浓度进行补偿，得到混合气体的第三氧浓度；以及，基于当前温度和气体传感器采集的当前湿度对第二流量进行补偿，得到混合气体的第三流量；基于第三氧浓度和第三流量控制第一比例阀和第二比例阀。如此，先通过目标氧浓度和当前氧浓度、目标流量和当前流量，可以实现对混合气体的氧浓度和流量的闭环调节，接着，通过第一压力传感器和气体传感器采集到的数据进行压力补偿、温度补偿及湿度补偿，可以充分考虑气体压力、温度及湿度对混合气体的氧浓度和流量的影响来控制第一比例阀和第二比例阀，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置的便利性。
附图说明
图1a为本申请实施例提供的一种空氧混合装置的结构示意图；
图1b为本申请实施例提供的一种控制模块的控制逻辑的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种空氧混合装置的结构示意图。
具体实施方式
正如前文所述，相关技术中，由于医用气源的气源参数，如压力、温度和湿度等不稳定，混合气体的氧浓度和流量可能存在波动，因此，为提高空氧配比精度，在实际使用过程中，还需要额外手动调整空氧混合装置，导致使用不便。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种空氧混合装置，包括空气通道、氧气通道、气体混合室和控制模块。其中，空气通道通过第一比例阀与气体混合室连通，氧气通道通过第二比例阀与气体混合室连通；气体混合室设有气体传感器和第一压力传感器，气体传感器用于检测气体混合室中混合气体的氧浓度、流量、温度和湿度，第一压力传感器用于检测混合气体的压力；第一比例阀和第二比例阀均与控制模块通信连接。对应于此，该控制模块可以用于：基于混合气体的目标氧浓度和气体传感器采集的当前氧浓度，通过比例积分微分PID算法，得到混合气体的第一氧浓度；以及，基于混合气体的目标流量和气体传感器采集的当前流量，通过PID算法，得到混合气体的第一流量；基于第一压力传感器采集的当前压力，对第一氧浓度和第一流量进行补偿，得到混合气体的第二氧浓度和第二流量；基于气体传感器采集的当前温度对第二氧浓度进行补偿，得到混合气体的第三氧浓度；以及，基于当前温度和气体传感器采集的当前湿度对第二流量进行补偿，得到混合气体的第三流量；基于第三氧浓度和第三流量控制第一比例阀和第二比例阀。如此，先通过目标氧浓度和当前氧浓度、目标流量和当前流量，可以实现对混合气体的氧浓度和流量的闭环调节，接着，通过第一压力传感器和气体传感器采集到的数据进行压力补偿、温度补偿及湿度补偿，可以充分考虑气体压力、温度及湿度对混合气体的氧浓度和流量的影响来控制第一比例阀和第二比例阀，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置的便利性。
为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1a为本申请实施例提供的一种空氧混合装置的结构示意图。结合图1a所示，本申请实施例提供的空氧混合装置10，可以包括：空气通道11、氧气通道12、气体混合室13和控制模块14。
其中，空气通道11通过第一比例阀111与气体混合室13连通，氧气通道12通过第二比例阀121与气体混合室13连通；气体混合室13设有气体传感器131和第一压力传感器132，气体传感器131用于检测气体混合室中13混合气体的氧浓度、流量、温度和湿度，第一压力传感器132用于检测混合气体的压力；第一比例阀111和第二比例阀121均与控制模块14通信连接。
对应于此，该控制模块14可以用于：基于气体混合室13中混合气体的目标氧浓度和气体传感器131采集的当前氧浓度，通过比例积分微分PID算法，得到混合气体的第一氧浓度；以及，基于混合气体的目标流量和气体传感器131采集的当前流量，通过PID算法，得到混合气体的第一流量；基于第一压力传感器132采集的当前压力，对第一氧浓度和第一流量进行补偿，得到混合气体的第二氧浓度和第二流量；基于气体传感器131采集的当前温度对第二氧浓度进行补偿，得到混合气体的第三氧浓度；以及，基于当前温度和气体传感器131采集的当前湿度对第二流量进行补偿，得到混合气体的第三流量；基于第三氧浓度和第三流量控制第一比例阀111和第二比例阀121。
为了便于理解，下面结合附图对上述控制模块14的控制逻辑进行说明。图1b为本申请实施例提供的一种控制模块的控制逻辑的示意图。结合图1b所示，控制模块14可以先通过PID算法对目标参数和当前参数，也就是目标氧浓度和当前氧浓度、目标流量和当前流量进行运算，从而实现对混合气体的氧浓度和流量的闭环调节。接着，再分别通过第一压力传感器132和气体传感器131采集到的数据进行压力补偿、温度补偿及湿度补偿，即可充分考虑气体压力、温度及湿度对混合气体的氧浓度和流量的影响来控制第一比例阀111和第二比例阀121，从而可以使空氧混合装置10输送出空氧配比精度高的混合气体。
在本申请实施例中，控制模块14可以依据混合气体的当前压力，分别对混合气体的氧浓度和流量进行补偿。为了便于理解，下面分别对两种参数的补偿过程进行示例性的说明。
作为一种示例，针对氧浓度的补偿过程，控制模块14具体用于：确定混合气体的氧浓度和压力之间的第一关联关系；基于第一关联关系和当前压力，通过第一压力补偿公式，计算第二氧浓度；第二氧浓度用于对第一氧浓度进行补偿。
具体来说，第一压力补偿公式可以表示为：ρ1=AP+B，其中，ρ1为混合气体的氧浓度，A为第一参数，P为第一压力传感器132采集到的当前压力，B为第二参数。基于此，在实际应用中，可以通过采集实际工况下混合气体中的氧浓度和对应的压力之间的第一关联关系，确定A和B的取值。接着，结合混合气体的当前压力，通过确定参数取值后的第一压力补偿公式，即可计算出第二氧浓度，实现对于第一氧浓度的补偿。如此，根据当前压力实时对氧浓度进行补偿，有助于自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
作为另一种示例，针对流量的补偿过程，控制模块14具体用于：确定混合气体的流量和压力之间的第二关联关系；基于第二关联关系和当前压力，通过第二压力补偿公式，计算第二流量；第二流量用于对第一流量进行补偿。
具体来说，第二压力补偿公式可以表示为：ρ2=CP+D，其中，ρ2为混合气体的流量，C为第三参数，P为第一压力传感器132采集到的当前压力，D为第四参数。基于此，在实际应用中，可以通过采集实际工况下混合气体中的流量和对应的压力之间的第一关联关系，确定C和D的取值。接着，结合混合气体的当前压力，通过确定参数取值后的第二压力补偿公式，即可计算出第二流量，实现对于第一流量的补偿。如此，根据当前压力实时对流量进行补偿，有助于自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
进一步来说，在本申请实施例中，控制模块14还可以依据混合气体的当前温度对混合气体的氧浓度进行补偿，以及根据混合气体的当前温度和当前湿度，对混合气体的流量进行补偿。为了便于理解，下面继续对两种参数的补偿过程进行说明。
在一种可能的实施方式中，控制模块14具体用于：获取混合气体的不同温度与流量之间的第三关联关系，以及混合气体的不同湿度和流量之间的第四关联关系；根据第三关联关系和第四关联关系，对第二流量进行补偿。
其中，第三关联关系和第四关联关系，可以依据实际工况中混合气体的温度和对应的流量的取值进行设置，此次不做具体限定。在实际应用中，混合气体的流量会随温度的升高而增加，随温度的降低而减少。而混合气体的湿度则会影响传感器的检测精度，导致对于流量的控制存在误差。因此，通过第三关联关系和第四关联关系，可以对混合气体的流量进行温度补偿和湿度补偿，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
在另一种可能的实施方式中，控制模块14具体用于：获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第五关联关系；根据第五关联关系，对第二氧浓度进行补偿。
其中，第五关联关系，可以依据实际工况中混合气体的温度和对应的氧浓度的取值进行设置，此次不做具体限定。在实际应用中，混合气体的氧浓度会随温度的升高而降低，随温度的降低而增加。因此，通过第五关联关系，可以对混合气体的氧浓度进行温度补偿，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
在又一种可能的实施方式中，为了准确地对混合气体的氧浓度进行温度补偿，还可以进一步考虑空气和氧气各自的压缩因子。压缩因子是理想气体状态方程用于实际气体时需要考虑的校正因子，其可以表示实际气体受到压缩后与理想气体受到同样的压力压缩后在体积上的偏差。基于此，在本申请实施例中，控制模块14具体用于：获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第六关联关系；第六关联关系为依据空气对应的第一压缩因子和氧气对应的第二压缩因子构建的关联关系；基于第六关联关系，对第二氧浓度进行补偿。
其中，第六关联关系，可以依据实际工况中混合气体的温度和对应的氧浓度的取值，以及第一压缩因子和第二压缩因子来进行设置，此次不做具体限定。如此，通过第六关联关系，可以结合空气和氧气各自的压缩因子来对混合气体的氧浓度进行温度补偿，从而进一步自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
此外，在本申请实施例中，对于基于第三氧浓度和第三流量对第一比例阀111和第二比例阀121的控制过程，该控制模块14具体可以用于：将第三氧浓度对应的数值转换为第一控制电压信号，并将第三流量对应的数值转换为第二控制电压信号；根据第一控制电压信号调节第一比例阀111的开度，并根据第二控制电压信号调节第二比例阀121的开度。如此，通过第一比例阀111和第二比例阀121的开度调节，可以实现对于混合气体的氧浓度和流量值的控制，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
在实际应用中，第一比例阀111和第二比例阀121可以采用压电阀。压电阀是一种用可变电压来控制压电驱动器实现比例闭环控制，并通过闭环控制回路的输出线路中集成的传感器来进行压力或流量特性的控制。与电磁阀相比，压电阀所采用的电容原理可以使其保持激活状态而不消耗能源，仅在该压电阀启动时需要电流给其中的压电陶瓷充电，因此，可以有效地减少能耗。
如此，结合上述空氧混合装置10的相关内容可知，先通过目标氧浓度和当前氧浓度、目标流量和当前流量，可以实现对混合气体的氧浓度和流量的闭环调节，接着，通过第一压力传感器132和气体传感器131采集到的数据进行压力补偿、温度补偿及湿度补偿，可以充分考虑气体压力、温度及湿度对混合气体的氧浓度和流量的影响来控制第一比例阀111和第二比例阀121，从而自动、有效地提高空氧配比精度，以提高空氧混合装置10的便利性。
进一步来说，为对空氧混合装置进行有效保护，本申请实施例还可以提供另一种空氧混合装置，下面结合实施例和附图对该空氧混合装置进行说明。
图2为本申请实施例提供的另一种空氧混合装置的结构示意图。结合图1和图2所示，本申请实施例提供的空氧混合装置10，还可以包括：第二压力传感器112、第三压力传感器122和提醒模块（图中未示出）；第二压力传感器112、第三压力传感器122和提醒模块均与控制模块14通信连接；第二压力传感器112设置于空气通道11，用于采集进入空气通道11的空气对应的第一压力；第三压力传感器122设置于氧气通道，用于采集进入氧气通道12的氧气对应的第二压力。
对应于此，上述控制模块14还可以用于：在第一压力大于或等于第一压力阈值，和/或，第二压力大于或等于第二压力阈值时，控制提醒模块发出提醒信息。如此，通过第二压力传感器112检测进入空气通道11的空气的压力，并通过第三压力传感器122检测进入氧气通道12的氧气的压力，从而可以对供气产生的压力故障进行报警，避免压力过大导致空氧混合装置10损坏。
需要说明的是，对于提醒模块的形式，本申请实施例可不具体限定。例如，提醒模块可以为指示灯模块，当指示灯模块接收到控制模块14对应的指令时，可以通过常亮、闪烁或发出特定颜色的灯光进行提醒。或者，提示模块可以为语音提醒模块，当语音提醒模块接收到控制模块对应的指令时，可以通过语音播报提醒消息或发出特定音效的语音进行提醒。此外，如果控制模块14可以与空氧混合装置关联的用户终端（图中未示出）通信连接，则控制模块还可以通过用户终端发出提醒。
进一步地，本申请实施例提供的空氧混合装置10，还可以包括：空气过滤器15和氧气过滤器16；空气过滤器15设置于空气通道11的进气口处，用于对进入空气通道11的空气进行过滤；氧气过滤器16设置于氧气通道12的进气口处，用于对进入氧气通道12的氧气进行过滤。如此，通过空气过滤器15和氧气过滤器16可以有效地拦截空气和氧气中的杂质，提高空氧混合装置10输送的混合气体的纯净度，从而有助于为用户提供安全合理的供氧环境。
此外，本申请实施例提供的空氧混合装置10，还可以包括：出气通道17；出气通道17与气体混合室13连通，并与体外膜肺氧合设备20连接；出气通道17用于将混合气体输送至体外膜肺氧合设备20。如此，通过出气通道17将经过压力补偿、温度补偿和湿度补偿的空氧配比精度高的混合气体输送至体外膜肺氧合设备20，有助于为患者提供安全合理的供氧环境，从而在满足临床治疗需要的同时减轻医务工作者的工作量。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例中控制模块所执行的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种空氧混合装置，其特征在于，包括：空气通道、氧气通道、气体混合室和控制模块；所述空气通道通过第一比例阀与所述气体混合室连通，所述氧气通道通过第二比例阀与所述气体混合室连通；所述气体混合室设有气体传感器和第一压力传感器，所述气体传感器用于检测所述气体混合室中混合气体的氧浓度、流量、温度和湿度，所述第一压力传感器用于检测所述混合气体的压力；所述第一比例阀和所述第二比例阀均与所述控制模块通信连接；所述控制模块用于：
基于所述混合气体的目标氧浓度和所述气体传感器采集的当前氧浓度，通过比例积分微分PID算法，得到所述混合气体的第一氧浓度；以及，基于所述混合气体的目标流量和所述气体传感器采集的当前流量，通过所述PID算法，得到所述混合气体的第一流量；
基于所述第一压力传感器采集的当前压力，对所述第一氧浓度和所述第一流量进行补偿，得到所述混合气体的第二氧浓度和第二流量；
基于所述气体传感器采集的当前温度对所述第二氧浓度进行补偿，得到所述混合气体的第三氧浓度；以及，基于所述当前温度和所述气体传感器采集的当前湿度对所述第二流量进行补偿，得到所述混合气体的第三流量；
基于所述第三氧浓度和所述第三流量控制所述第一比例阀和所述第二比例阀；
其中，所述控制模块具体用于：
确定所述混合气体的氧浓度和压力之间的第一关联关系；
基于所述第一关联关系和所述当前压力，通过第一压力补偿公式，计算所述第二氧浓度；所述第二氧浓度用于对所述第一氧浓度进行补偿；其中，第一压力补偿公式为：ρ1=AP+B，ρ1为所述第二氧浓度，A为第一参数，P为所述当前压力，B为第二参数。
2.根据权利要求1所述的空氧混合装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
确定所述混合气体的流量和压力之间的第二关联关系；
基于所述第二关联关系和所述当前压力，通过第二压力补偿公式，计算所述第二流量；所述第二流量用于对所述第一流量进行补偿。
3.根据权利要求1所述的空氧混合装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与流量之间的第三关联关系，以及混合气体的不同湿度和流量之间的第四关联关系；
根据所述第三关联关系和所述第四关联关系，对所述第二流量进行补偿。
4.根据权利要求1所述的空氧混合装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第五关联关系；
根据所述第五关联关系，对所述第二氧浓度进行补偿。
5.根据权利要求1所述的空氧混合装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
获取混合气体的不同温度与氧浓度之间的第六关联关系；所述第六关联关系为依据空气对应的第一压缩因子和氧气对应的第二压缩因子构建的关联关系；
基于所述第六关联关系，对所述第二氧浓度进行补偿。
6.根据权利要求1所述的空氧混合装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
将所述第三氧浓度对应的数值转换为第一控制电压信号，并将所述第三流量对应的数值转换为第二控制电压信号；
根据所述第一控制电压信号调节所述第一比例阀的开度，并根据所述第二控制电压信号调节所述第二比例阀的开度。
7.根据权利要求1至6任一项所述的空氧混合装置，其特征在于，还包括：第二压力传感器、第三压力传感器和提醒模块；所述第二压力传感器、所述第三压力传感器和所述提醒模块均与所述控制模块通信连接；
所述第二压力传感器设置于所述空气通道，用于采集进入所述空气通道的空气对应的第一压力；
所述第三压力传感器设置于所述氧气通道，用于采集进入所述氧气通道的氧气对应的第二压力；
所述控制模块还用于：
在所述第一压力大于或等于第一压力阈值，和/或，所述第二压力大于或等于第二压力阈值时，控制所述提醒模块发出提醒信息。
8.根据权利要求1至6任一项所述的空氧混合装置，其特征在于，还包括：空气过滤器和氧气过滤器；
所述空气过滤器设置于所述空气通道的进气口处，用于对进入所述空气通道的空气进行过滤；
所述氧气过滤器设置于所述氧气通道的进气口处，用于对进入所述氧气通道的氧气进行过滤。
9.根据权利要求1至6任一项所述的空氧混合装置，其特征在于，还包括：出气通道；所述出气通道与气体混合室连通，并与体外膜肺氧合设备连接；
所述出气通道用于将所述混合气体输送至所述体外膜肺氧合设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311395878.5A CN117122788B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种空氧混合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311395878.5A CN117122788B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种空氧混合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117122788A CN117122788A (zh) | 2023-11-28 |
| CN117122788B true CN117122788B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=88861364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311395878.5A Active CN117122788B (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种空氧混合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117122788B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131571A (en) * | 1997-04-30 | 2000-10-17 | University Of Florida | Ventilation apparatus and anesthesia delivery system |
| CN104906677A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-16 | 阮雪红 | 一种能自动修正阀门开度的流量控制模块 |
| CN205287181U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 江西日瑞医疗设备有限公司 | 一种空氧混合仪 |
| CN105920711A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-07 | 湖南明康中锦医疗科技发展有限公司 | 一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法 |
| CN108066862A (zh) * | 2016-11-16 | 2018-05-25 | 北京航天长峰股份有限公司 | 一种呼吸机输出氧浓度控制方法 |
| CN110464947A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-19 | 宁波戴维医疗器械股份有限公司 | 一种高频呼吸机的系统及通气控制方法 |
| CN110464939A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-19 | 湖南明康中锦医疗科技发展有限公司 | 呼吸支持设备氧浓度控制装置及方法 |
| CN116236663A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-06-09 | 北京谊安医疗系统股份有限公司 | 一种氧浓度控制装置 |
| CN116392691A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-07 | 海耶尔(广东)医疗科技有限公司 | 用于无创呼吸设备的混氧控制方法及混氧控制设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160287824A1 (en) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Invent Medical Corporation | Ventilator |
-
2023
- 2023-10-25 CN CN202311395878.5A patent/CN117122788B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6131571A (en) * | 1997-04-30 | 2000-10-17 | University Of Florida | Ventilation apparatus and anesthesia delivery system |
| CN104906677A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-16 | 阮雪红 | 一种能自动修正阀门开度的流量控制模块 |
| CN205287181U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 江西日瑞医疗设备有限公司 | 一种空氧混合仪 |
| CN105920711A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-07 | 湖南明康中锦医疗科技发展有限公司 | 一种用于呼吸机的空氧混合气道及呼吸机和方法 |
| CN108066862A (zh) * | 2016-11-16 | 2018-05-25 | 北京航天长峰股份有限公司 | 一种呼吸机输出氧浓度控制方法 |
| CN110464939A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-19 | 湖南明康中锦医疗科技发展有限公司 | 呼吸支持设备氧浓度控制装置及方法 |
| CN110464947A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-19 | 宁波戴维医疗器械股份有限公司 | 一种高频呼吸机的系统及通气控制方法 |
| CN116236663A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-06-09 | 北京谊安医疗系统股份有限公司 | 一种氧浓度控制装置 |
| CN116392691A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-07 | 海耶尔(广东)医疗科技有限公司 | 用于无创呼吸设备的混氧控制方法及混氧控制设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117122788A (zh) | 2023-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105963837B (zh) | 一种空氧混合控制的呼吸机及控制方法 | |
| US8322339B2 (en) | Method and system of detecting faults in a breathing assistance device | |
| EP2355881B1 (en) | Safe standby mode for ventilator | |
| RU2567461C2 (ru) | Автоматическая идентификация устройства интерфейса пациента в ситеме поддержания давления | |
| EP0560490B1 (en) | System for controlling a periodically actuated ventilation flow system | |
| JP2002543892A (ja) | 持続気道陽圧の供給装置及びその供給法 | |
| RU2722432C1 (ru) | Способ управления давлением и газовой смесью для неинвазивной искусственной вентиляции легких | |
| CA2707623C (en) | Systems and methods for controlling a heated humidifier | |
| US9358356B2 (en) | Compensation for unmeasurable inspiratory flow in a critical care ventilator | |
| JPH04231067A (ja) | 呼吸補助換気の流量始動装置 | |
| WO2009105523A1 (en) | Systems and methods for extended volume range ventilation | |
| WO2000067826A1 (en) | Control of supplied pressure in assisted ventilation | |
| CN111603641A (zh) | 一种基于无创呼吸机的肺泡通气量监控系统与控制方法 | |
| CN117122788B (zh) | 一种空氧混合装置 | |
| US20090241960A1 (en) | Dual high and low pressure breathing system | |
| CN117160354B (zh) | 一种空氧混合装置及其控制方法 | |
| WO2021189198A1 (zh) | 一种对患者进行通气监测的方法和装置 | |
| CN103893888B (zh) | 一种脉宽调制型的麻醉机或呼吸机 | |
| US20210213217A1 (en) | Airway anomaly recognition method, ventilation device, and storage medium | |
| CN114699571A (zh) | 一种智能调压引流器及其控制方法、设备、存储介质 | |
| CN116194168A (zh) | 用于变换呼吸模式的方法和设备 | |
| US20190321574A1 (en) | Automatic supplemental oxygen control system with weaning capabilities | |
| GB2508897A (en) | Automatic oxygen flow regulator using a pulse oximeter | |
| CN209713763U (zh) | 一种辅助引流的负压装置 | |
| CN102028997B (zh) | 用于麻醉机或呼吸机的模式切换方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |