CN204897398U - Psa制氧机 - Google Patents

Abstract

一种PSA制氧机，包括控制模块，制氧工艺监控模块、人机界面模块、电源模块；控制模块包括单片机，与单片机相连的EEPROM看门狗电路；制氧工艺监控模块包括压缩机、分子筛吸附塔，压缩机经电磁阀与分子筛吸附塔相连，压缩机的电源端、电磁阀的控制端分别与单片机相连，分子筛吸附塔的出气口安装有氧浓度传感器，氧浓度传感器与单片机相连。开机后，用户通过人机界面模块设定制氧机工作状态，控制模块根据接收信号，实施制氧工艺监控，制备氧气供用户使用，并传送监控信息到人机界面模块。运行过程中，用户通过人机界面模块的反馈信息，掌控设备运行状态。它具有高度集成，体积小，方便携带，操作简单，制氧工艺安全可靠的特点。

Description

PSA制氧机

技术领域

本实用新型属于PSA制氧技术领域。

背景技术

随着人们的生活水平的提高，环境污染，大气污染也随之增加，生活压力的加大使人们越来越需要自我调节，越来越重视养生保健。吸氧有助于消除疲劳、提高工作效率、改善人们的亚健康状态，增强身体的抵抗力。同时，对于心脑血管、呼吸系统疾病有很好的疗效。学生、孕妇、老年人都属于吸氧的主要受益群体。

目前，市面的家用保健制氧机存在以下缺点：（1）受限于电源、重量等因素，无法满足移动人群随身携带的需求；（2）膜和分子筛使用寿命均有限制，需要定期更换，现有设备缺少设备累计运行时间记录，存在一定的安全隐患；（3）市面设备多关注气量控制，对氧气浓度的可靠性，缺乏有效的监控。

为此，急需设计一个携带方便、安全可靠的PSA制氧机。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种便携式PSA制氧机，其方便携带、缩减体积、氧浓度可靠性高、设备安全性提高。

本实用新型所采用的技术方案为：包括控制模块，制氧工艺监控模块、人机界面模块、电源模块；

控制模块包括单片机，与单片机相连的EEPROM看门狗电路，看门狗电路主要功能是记录整个制氧机的累积运行时间、对制氧机进行断电保护，在整个电路系统突然跳电时，瞬间记录制氧机设备的运行参数，在下一次制氧机设备重启后，自动修复和调用上一次运行数据；

制氧工艺监控模块包括压缩机、分子筛吸附塔，压缩机经电磁阀与分子筛吸附塔相连，压缩机的电源端、电磁阀的控制端分别与单片机相连，分子筛吸附塔的出气口安装有氧浓度传感器，氧浓度传感器与单片机相连。压缩机经电磁阀将高压气体送入吸附塔中，吸附塔在加压条件下，吸附氮气，分离出氧气从出气口进入储气罐供用户使用，而在减压的情况下脱附氮气，使分子筛再生，循环利用；压缩机的电源端、电磁阀的控制端分别与单片机相连，分子筛吸附塔的出气口安装一个氧浓度传感器与单片机相连。

所述分子筛吸附塔采用双塔并联设置。

所述电磁阀为二位五通电磁阀，二位五通电磁阀设置于分子筛吸附塔的进气口处。

所述人机界面模块包括与单片机分别相连的LCD显示屏、蜂鸣器、报警指示灯、启动开关按键。

所述电源模块包括电池、交流电源。

本实用新型优点：（1）方便携带。由于使用可充电内置锂电池供电，用户可随身携带设备；

（2）缩减体积。该控制系统高度集成各类元器件：采用二位五通电磁阀10取代两个三通阀门的工艺设计；采用一键多功能设置；采用同屏多信息显示；

（3）氧浓度可靠性高。本实用新型采用超声波原理氧浓度传感器检测制氧浓度，可靠性高；

（4）设备安全性提高、制氧工艺安全可靠。使用EEPROM看门狗电路2，实现控制系统的断电保护，记录设备运行时间，提醒用户及时维护更新；同时提供声光同步报警功能。

附图说明

图1本实用新型的设计流程图。

图2是本实用新型的结构原理图。

图3为启动开关按键的档位切换程序原理图。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2对控制功能的具体实施做进一步详细描述。

本实用新型的控制系统包括控制模块(Ⅰ)、制氧工艺监控模块(Ⅱ)和人机界面模块(Ⅲ)、电源模块。

控制模块(Ⅰ)：采用89C51单片机1作为核心控制器件，实现各类数据计算处理；采用EEPROM看门狗电路2，对制氧机实行断电保护；

制氧工艺监控模块(Ⅱ)：采用直流空气压缩机（简称压缩机）9，引入高压气体；采用超声波原理氧浓度传感器7，检测分子筛吸附塔8出气口氧气浓度；采用二位五通电磁阀10，实现双塔制氧工艺流程切换；

人机界面模块(Ⅲ)：使用LCD显示屏3，上下分层显示制氧浓度和运行时间；采用蜂鸣器4和报警指示灯5，实行声光同步报警；采用一个启动开关按键6，集开机、档位切换、关机等操作于一体；

电源模块：采用可充电内置锂电池12，方便用户外出携带；同时，支持220V交流电源11便携式PSA制氧机设备不工作状态下，交流电源11可为电池12充电；制氧机设备工作时，优先选用交流电源供电方式，当交流电源11断开时，自动启用电池12供电，满足不同使用环境。

本实用新型的实施方案为：长按启动开关按钮6，启动内置电池12为空气压缩机9，压缩空气经过二位五通电磁阀10，进入分子筛吸附塔8，经变压吸附制备的氧气输出到出气口，在出气口处，氧浓度传感器7将采集到的浓度信息输送给80C51单片机1，80C51单片机1将采集到的氧浓度经过处理后输送到LCD显示屏3，供用户直接读取。

启动开关按钮6，内置电池12为80C51单片机1供电，程序初始化，EEPROM看门狗电路2调取上次断电时刻数据，输送给80C51单片机1，80C51单片机1在上次设备累计运行时间基础上累加此次运行时间，实时传输到LCD显示屏3，供用户直接读取。

LCD显示屏3分为两行显示数据：上行显示制氧浓度，下行显示设备累计运行时间。

制氧过程中，二位五通电磁阀10的切换由80C51单片机1控制。用户通过启动开关按钮6的操作，将需要的档位信息传输到80C51单片机1，80C51单片机1根据预设程序，控制二位五通电磁阀10的切换时间。二位五通阀10有两个出气口A与B，A口与吸附塔I相通，B口与吸附塔II相通。当高压气体通过二位五通阀10的A出气口进入吸附塔I时，二位五通阀10的B出气口被阀芯堵死，吸附塔II无高压气体通过，此时吸附塔I吸附制氧；吸附塔I完成制氧工艺后，单片机1控制二位五通电磁阀10切换通气口，阀芯切换过程中，吸附塔I内的压力逐渐降低，吸附塔II的压力逐渐升高，双塔之间完成均压工艺；二位五通电磁阀10完成切换后，高压气体通过二位五通阀10的B出气口进入吸附塔II，二位五通阀10的A出气口被阀芯堵死，吸附塔I无高压气体通过，此时吸附塔II吸附制氧。按照上述工艺流程，单片机1控制二位五通电磁阀10的A、B口轮流导通，循环工作。

电源切换：交流电源接口11接通220V交流电后，内置电池12自动切换至交流电供电。

参见附图3，关于启动开关按钮6的操作说明：长按开机键，制氧机系统开启，初始化程序，默认为Ⅰ档供氧；再按开机键，转换为Ⅱ档供氧；再次按开机键，转换为Ⅲ档供氧；再按开机键，转换为Ⅰ档供氧，依次循环转换；再次长按开机键，制氧机系统关机。

声光报警指示：80C51单片机1将氧浓度传感器7采集到的氧气浓度，与程序预设浓度值比较，当浓度超标或过低时，报警指示灯5闪烁发光，同时蜂鸣器4发出警报声，声光报警同时开启。

蜂鸣器4采用三种不同报警声：浓度过低，蜂鸣器4采用同频率连续发声；浓度超标，蜂鸣器4采用变化频率连续发声；电池电量不足时，蜂鸣器4采用间断性短促发声。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足技术需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种PSA制氧机，其特征在于：包括控制模块，制氧工艺监控模块、人机界面模块、电源模块；

控制模块包括单片机（1），与单片机（1）相连的EEPROM看门狗电路（2）；

制氧工艺监控模块包括压缩机（9）、分子筛吸附塔（8），压缩机（9）经电磁阀（10）与分子筛吸附塔（8）相连，压缩机（9）的电源端、电磁阀（10）的控制端分别与单片机（1）相连，分子筛吸附塔（8）的出气口安装有氧浓度传感器（7），氧浓度传感器（7）与单片机（1）相连。

2.根据权利要求1所述的PSA制氧机，其特征在于：所述分子筛吸附塔（8）采用双塔并联设置。

3.根据权利要求1所述的PSA制氧机，其特征在于：所述电磁阀为二位五通电磁阀，二位五通电磁阀（10）设置于分子筛吸附塔（8）的进气口处。

4.根据权利要求1所述的PSA制氧机，其特征在于：所述人机界面模块包括与单片机（1）分别相连的LCD显示屏（3）、蜂鸣器（4）、报警指示灯（5）、启动开关按键（6）。

5.根据权利要求1所述的PSA制氧机，其特征在于：所述电源模块包括电池、交流电源（11）。