CN117138193A - 旁路式在线氧浓度计量检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旁路式在线氧浓度计量检测装置及检测方法，检测装置采用壳体；壳体内安装有恒压腔体、氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀；氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀均与恒压腔体相连接；恒压腔体与呼吸机的出气主管道相连通，连通处依次设有气泵和单向阀；压力测量部件、气泵、控制阀、云平台均与运算控制模块电性相连；当进行检测前恒压腔体的排气预处理时，气泵、第一控制阀打开，第二控制阀关闭；当进行检测前恒压腔体的恒压调节时，气泵、第二控制阀打开，第一控制阀关闭。本发明能够提高氧浓度检测精度、实现在线检测，不需要医院设备停工送检。
Description
技术领域
本发明涉及医用设备氧浓度监测领域，具体为一种旁路式在线氧浓度计量检测装置及检测方法。
背景技术
氧气是人体生理代谢的基本元素，大脑、心脏、肺及维持它们的血液，离开氧气都无法继续活动，而且氧气含量的高低对人体的影响是非常直接、明显的。氧气含量过低时，人体会出现缺氧状态，严重缺氧时会危及生命；氧气含量过高也会对人体产生一定的损害，严重时会引起“氧中毒”现象。
医用氧气是患者治疗必不可少的组成部分，是医院的生命支持系统。麻醉机、呼吸机以及ICU病房内用氧对氧气浓度要求相对严格，因此氧浓度是呼吸机、麻醉机质量检测的一个重要参数。因氧气对人体的重要性，尤其是在医疗急救上的应用，医用氧气氧浓度的精密测量是重中之重。目前检定过程中医院的呼吸机设备需要停用。麻醉机、呼吸机等对于医院来讲是非常重要、不可或缺的设备，不支持将设备拆除送检。
现有技术存在的问题和缺点如下：第一，呼吸机里面安装有氧浓度传感器，按照计量规定，呼吸机的氧浓度需每年送检，或是计量检定人员携带具有校准证书的氧分析仪或具有氧浓度测量功能的仪器，去医院检定，检定过程中医院的呼吸机设备需要停用，现有检测手段需要占用呼吸机、麻醉机等重要设备工作时间，采集数据量较少，不能做为长期监测手段；第二，呼吸机、麻醉机送气过程中的流速、压力变化会影响氧浓度检测的精度。因此，提出一种提高氧浓度检测精度、不需要医院设备停工送检的旁路式在线氧浓度计量检测装置及检测方法。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，本发明的一种旁路式在线氧浓度计量检测装置，所述检测装置采用壳体；所述壳体内安装有恒压腔体、氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀；
所述氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀均与恒压腔体相连接；所述恒压腔体与呼吸机的出气主管道相连通，连通处依次设有气泵和单向阀；
所述压力测量部件、气泵、控制阀、云平台均与运算控制模块电性相连；
当进行检测前恒压腔体的排气预处理时，气泵、第一控制阀打开，第二控制阀关闭；
当进行检测前恒压腔体的恒压调节时，气泵、第二控制阀根据目标压力和实际压力数值打开或关闭，第一控制阀关闭。
优选地，所述第一控制阀、第二控制阀均采用电磁阀。
优选地，所述压力测量部件采用压力传感器。
优选地，所述氧浓度测量部件采用顺磁氧传感器。
第二控制阀输出口直径远小于第一控制阀输出口直径。
一种根据上述的旁路式在线氧浓度计量检测装置的检测方法：检测方法包括以下步骤：
S1：通过云平台对向运算控制模块发送单次检测命令，每次需要检测时运算控制模块接收到检测指令后，开始对恒压腔体进行预处理：运算控制模块控制打开气泵和第一控制阀，气泵开始打气，运算控制模块会根据恒压腔体体积计算气泵运行时间，第一控制阀排出恒压腔体内残留气体；待运行计算的运行时间后，判定恒压腔体内充满待测气体，关闭第一控制阀；
S2：气泵持续打气，打开或关闭第二控制阀对恒压腔体微小量放气，通过气泵打气和第二控制阀放气调节恒压腔体内气体压力，通过压力传感器测得的压力值传输压力信号到数据采集模块后通过运算控制模块传输到云平台作恒压腔体内的反馈，当恒压腔体内的压力值稳定控制在固定值后，关闭气泵，关闭第二控制阀；
S3：顺磁氧传感器对恒压腔体内的气体进行检测并传输信号至运算控制模块，运算控制模块将测量值反馈到云平台和人机交互模块，实现在线测量；
S4：云平台对运算控制模块发送连续检测命令，重复上述步骤S1-S3，氧浓度测量部件可对恒压腔体内的气体进行多次的测量。
优选地，在所述S2步骤中，单向阀阻止恒压腔室内气体流入主气路。
有益效果：
1、通过设置第二电磁阀和气泵对恒压腔体进行压力的补偿，使得氧浓度测量部件测量的呼吸机流出的气体的气压恒定，避免因压力变化导致氧浓度检测不准确，相比于呼吸机内部的氧传感器氧浓度检测精度会更高，符合呼吸机检定规程内对氧浓度标准器的要求；
2、在氧气浓度检测前通过第一控制阀排除恒压腔体内上一次的残留气体，对恒压腔体进行排气预处理，避免样本不准确，提高检测准确度；
3、单向阀阻止恒压腔体内气体流入主气路，防止恒压腔体内气体对主气路造成影响；
4、通过外置的氧气检测装置，可以将在线检定装置作为单独附件拆卸送检，不影响医院设备使用，在线检测，节省医院设备停工送检时间。
附图说明
图1为本发明检测装置的安装示意图；
图2为本发明检测装置的内部示意图；
图3为本发明中运算控制模块的原理框图；
图4为本发明中检测装置的内部结构示意图。
图中，1-壳体，101-进气口，102-出气口，2-单向阀，3-气泵，4-恒压腔体，5-第一控制阀，6-氧浓度测量部件，7-压力传感器，8-管道，9-第二控制阀，91-细管。
具体实施方式
下面结合附图1~图4对本发明作更进一步的说明，为了更好地体现本发明的实施过程：
如图2、图4所示，检测装置采用壳体1；壳体1内安装有恒压腔体4、氧浓度测量部件6、压力测量部件、第一控制阀5和第二控制阀9；
氧浓度测量部件6、压力测量部件、第一控制阀5和第二控制阀9均与恒压腔体4相连接；恒压腔体4与呼吸机的出气主管道8相连通，连通处依次设有气泵3和单向阀2；呼吸机的气体从壳体1的进气口101进入壳体1，通过管道8依次进入单向阀2、气泵3、恒压腔体4、电磁阀5和壳体1的出气口102。
压力测量部件、气泵3、控制阀、云平台均与运算控制模块电性相连；
当进行检测前恒压腔体4的排气预处理时，气泵3、第一控制阀5打开，第二控制阀9关闭；
当进行检测前恒压腔体4的恒压调节时，气泵3、第二控制阀9打开，第一控制阀5关闭。
优选地，第一控制阀5、第二控制阀9均采用电磁阀。第二控制阀输出口直径远小于第一控制阀输出口直径，放气速率和恒压腔内气体压力有关，第一控制阀5接口为M5(5mm)，微放气的第二控制阀9外接放气的细管91，内径可以从0.06mm~1.5mm，可选择0.5mm，为第一控制阀5的放气速率的十分之一。
优选地，压力测量部件采用压力传感器7，压力传感器7测得的压力值做恒压腔体4内反馈。
优选地，氧浓度测量部件6采用顺磁氧传感器；呼吸机检测仪现有对氧浓度的检测采用氧电池的方案，用电化学原理实现氧浓度检测，使用寿命通常为一年，需要更换；氧电池受自身寿命和环境影响，用一段时间后会有偏差，需不定期校准，不适合做为校准设备的关键器件；传统技术氧电池废弃后对环境有污染；传统氧电池需要海拔补偿，不适合高海拔地区计量所的工作开展，而顺氧磁传感器解决呼吸机测试仪氧浓度检测部分存在的使用寿命有限、测量随时间有偏差、需要海拔补偿等问题。
气泵3、恒压腔体4、第一控制阀5、第二控制阀9、线路板（运算控制模块、数据采集模块）通过螺丝固定在壳体1内部。
氧浓度测量部件6、压力传感器7通过螺纹固定在恒压腔体4，保证密封不漏气。
给呼吸机配备一套外接的旁路式在线氧浓度计量检测装置，实时上传氧浓度数据和呼吸机上的氧浓度数据做比对（医院中的呼吸机可以接入医院内部网络），可以实现定时检测呼吸机氧浓度数据是否异常。若装置需要对氧浓度测量部件6溯源检测，可直接将装置拆卸，送至相关计量检测机构进行溯源，并不耽误医院及相关医疗机构的设备使用。
一种根据上述的旁路式在线氧浓度计量检测装置的检测方法：检测方法包括以下步骤：
S1：通过云平台对向运算控制模块发送单次检测命令，每次需要检测时运算控制模块接收到检测指令后，开始对恒压腔体4进行预处理：运算控制模块控制打开气泵3和第一控制阀5，气泵3开始打气，运算控制模块会根据恒压腔体4体积计算气泵3运行时间，第一控制阀5排出恒压腔体4内残留气体；待运行计算的运行时间后，判定恒压腔体4内充满待测气体，关闭第一控制阀5；
S2：气泵3持续打气，打开或关闭第二控制阀9对恒压腔体4微小量放气，通过气泵3打气和第二控制阀9放气调节恒压腔体4内气体压力，通过压力传感器7测得的压力值传输压力信号到数据采集模块后通过运算控制模块传输到云平台作恒压腔体4内的反馈，当恒压腔体4内的压力值稳定控制在固定值后，关闭气泵3；
S3：顺磁氧传感器对恒压腔体4内的气体进行检测并传输信号至运算控制模块，运算控制模块通过5G通信模块将测量值反馈到云平台和人机交互模块，实现在线测量，其中云平台可以采用手机上app或专用物联网设备管理平台，如移动物联网开放平台，onenet，对于敏感数据可接入医院内部管平台，能够对运算控制模块发送指令；其中人机交互模块包括屏幕和按键，用来本地查看；
S4：云平台对运算控制模块发送连续检测命令，重复上述步骤S1-S3，氧浓度测量部件6可对恒压腔体4内的气体进行多次的测量。
优选地，在S2步骤中，单向阀2阻止恒压腔室内气体流入主气路，防止腔室内气体对主气路造成影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种旁路式在线氧浓度计量检测装置，其特征在于：
所述检测装置采用壳体；所述壳体内安装有恒压腔体、氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀；
所述氧浓度测量部件、压力测量部件、第一控制阀和第二控制阀均与恒压腔体相连接；第二控制阀输出口直径小于第一控制阀输出口直径；所述恒压腔体与呼吸机的出气主管道相连通，连通处依次设有气泵和单向阀；
所述压力测量部件、气泵、控制阀、云平台均与运算控制模块电性相连；
当进行检测前恒压腔体的排气预处理时，气泵、第一控制阀打开，第二控制阀关闭；
当进行检测前恒压腔体的恒压调节时，气泵、第二控制阀根据目标压力和实际压力数值打开或关闭，打开，第一控制阀关闭。
2.根据权利要求1所述的旁路式在线氧浓度计量检测装置，其特征在于：所述第一控制阀、第二控制阀均采用电磁阀。
3.根据权利要求1所述的旁路式在线氧浓度计量检测装置，其特征在于：所述压力测量部件采用压力传感器。
4.根据权利要求1所述的旁路式在线氧浓度计量检测装置，其特征在于：所述氧浓度测量部件采用顺磁氧传感器。
5.一种用于权利要求1至4任一项所述的旁路式在线氧浓度计量检测装置的检测方法：其特征在于，检测方法包括以下步骤：
S1：通过云平台对向运算控制模块发送单次检测命令，每次需要检测时运算控制模块接收到检测指令后，开始对恒压腔体进行预处理：运算控制模块控制打开气泵和第一控制阀，气泵开始打气，运算控制模块会根据恒压腔体体积计算气泵运行时间，第一控制阀排出恒压腔体内残留气体；待运行计算的运行时间后，判定恒压腔体内充满待测气体，关闭第一控制阀；
S2：气泵持续打气，打开或关闭第二控制阀对恒压腔体微小量放气，通过气泵打气和第二控制阀放气调节恒压腔体内气体压力，通过压力传感器测得的压力值传输压力信号到数据采集模块后通过运算控制模块传输到云平台作恒压腔体内的反馈，当恒压腔体内的压力值稳定控制在固定值后，关闭气泵，关闭第二控制阀；
S3：顺磁氧传感器对恒压腔体内的气体进行检测并传输信号至运算控制模块，运算控制模块将测量值反馈到云平台和人机交互模块，实现在线测量；
S4：云平台对运算控制模块发送连续检测命令，重复上述步骤S1-S3，氧浓度测量部件可对恒压腔体内的气体进行多次的测量。
6.根据权利要求5所述的旁路式在线氧浓度计量检测装置的检测方法：其特征在于，检测方法包括以下步骤：
在所述S2步骤中，单向阀阻止恒压腔室内气体流入主气路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |