CN208126237U - 一种用于高原地区的环境模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高原地区的环境模拟系统，其包括增压模块、制氧模块、舱体以及控制模块；所述增压模块与舱体连接，还与控制模块电连接，用于根据所述控制模块检测以及控制舱体内的环境指标增加舱体内大气压力；所述制氧模块与舱体连接，还与控制模块电连接，用于根据所述控制模块检测以及控制舱体内的环境指标增加舱体内的含氧量；本实用新型通过增压模块和制氧模块分别增加舱体内的压力以及含氧量，增加人员所处环境气压，随着舱体内大气压力的升高，舱体内空气中氧分压也随之升高，从而增加血液及组织中的物理溶解氧，提高氧的渗透力，增加血氧含量和血氧的弥散作用，对高原反应、高原缺氧有良好的功效。

Description

一种用于高原地区的环境模拟系统

技术领域

本实用新型属于高原环境技术领域，具体涉及一种用于高原地区的环境模拟系统。

背景技术

高原环境具有高海拔、低气压、日光辐射强、寒冷干燥的特点，随着海拔的增高，环境大气压逐渐降低，氧分压亦逐渐下降，在高原环境下，吸入气氧分压的降低会导致人体的低氧血症，机体处于一种持续的低压性缺氧，即高原缺氧状态。

目前应对高原缺氧的技术手段主要是从增氧或增压这两个方面进行的，增氧的方法与平原使用的氧疗方法基本相同，经鼻导管吸氧是最常用的增氧方法。近年来在高原使用“集中式供氧”、“富氧室”等方式缓解高原缺氧，这些方法属于成熟的氧疗技术在高原的应用。增氧方法具有简单易行、适合在多种场所使用、前期所需投入少等优点，因此吸氧成为目前治疗高原缺氧最常用的手段，但由于增氧受氧源等因素的制约，使得其应用受到很大限制；增压是另一种治疗高原缺氧的方法，增压技术的核心是通过增加气压从根本上解决引起高原缺氧的低气压问题，高压氧舱(简称高压氧)是目前最主要和最常用的增压设施；由于高压氧所需的设备十分复杂，同时存在一定安全隐患，这些不足导致高压氧难以普遍应用，只能作为一种专业性很强的医疗设备供医疗机构使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于高原地区的环境模拟系统，通过增压模块、制氧模块、舱体以及控制模块进行环境模拟，且结构简单，可以有效缓解人体高原缺氧的症状。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于高原地区的环境模拟系统，其包括增压模块、制氧模块、舱体以及控制模块；

所述增压模块与舱体连接，还与控制模块电连接，用于根据所述控制模块检测以及控制舱体内的环境指标增加舱体内大气压力；

所述制氧模块与舱体连接，还与控制模块电连接，用于根据所述控制模块检测以及控制舱体内的环境指标增加舱体内的含氧量；

所述舱体分别与增压模块、制氧模块、控制模块连接，用于控制模块采集舱内的环境指标，以及接受增压模块、制氧模块对舱内的大气压力和含氧量调整；

所述控制模块与舱体连接，还分别与增压模块、制氧模块电连接，用于检测以及控制舱体内的环境指标，并且发送到增压模块和制氧模块。

本实用新型的特点还在于，

所述增压模块包括增压通道以及依次设置在所述增压通道上的第一阀门、风机、消音过滤器以及第二阀门。

所述制氧模块包括制氧通道，所述制氧通道穿过风机和消音过滤器，且在风机之前设置有第三阀门和板式膜，在消音过滤器之后设置有第四阀门，所述第三阀门、板式膜以及第四阀门均位于制氧通道上。

所述控制模块包括公共指标单元、用于检测增压模块效果的增压通道指标以及用于检测制氧模块效果的制氧通道指标。

所述公共指标单元包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、海拔仪、第一控制器、第一执行器、空调、加湿器以及二氧化碳吸收器，所述温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器以及海拔仪均依次与第一控制器和第一执行器连接，所述第一执行器分别与空调、加湿器以及二氧化碳吸收器连接；

所述控制器将温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、海拔仪采集的数据与自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第一执行器控制空调、加湿器以及二氧化碳吸收器的工作状态。

所述增压通道指标包括依次连接的压力传感器、第二控制器、第二执行器以及增压单元；

所述第二控制器采集压力传感器的数据，并将其和自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第二执行器控制增压单元的工作状态。

所述制氧通道指标包括浓度传感器、流量计、第三控制器、第三执行器、制氧单元以及进气阀，所述浓度传感器和流量计均依次与第三控制器和第三执行器连接，所述第三执行器与制氧单元以及进气阀连接；

所述第三控制器采集浓度传感器和流量计的数据，并将其和自身设置的阈值进行比较，根据比较结果进行报警或者通过第三执行器调节第三执行器与制氧单元的工作状态。

进一步包括通风模块，所述通风模块通过自动阀或者手动阀与舱体连接用于对舱体进行通风换气。

进一步包括设置在所述舱体外的泄压模块。

与现有技术相比，本实用新型使用时，通过增压模块和制氧模块分别增加舱体内的压力以及含氧量，增加人员所处环境气压，随着舱体内大气压力的升高，舱体内空气中氧分压也随之升高，从而增加血液及组织中的物理溶解氧，提高氧的渗透力，增加血氧含量和血氧的弥散作用，对高原反应、高原缺氧有良好的功效。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供一种用于高原地区的环境模拟系统的系统框图；

图2是本实用新型实施例2提供一种用于高原地区的环境模拟系统的系统框图；

图3是本实用新型实施例2中控制模块的框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例1提供一种用于高原地区的环境模拟系统，如图1所示，其包括增压模块1、制氧模块2、舱体3以及控制模块4；

增压模块1与舱体3连接，还与控制模块4电连接，用于根据控制模块4检测以及控制舱体3内的环境指标增加舱体3内大气压力；

制氧模块2与舱体3连接，还与控制模块4电连接，用于根据控制模块4检测以及控制舱体3内的环境指标增加舱体3内的含氧量；

舱体3分别与增压模块1、制氧模块2、控制模块4连接，用于控制模块4采集舱内的环境指标，以及接受增压模块1、制氧模块2对舱内3的大气压力和含氧量调整；

控制模块4与舱体3连接，还分别与增压模块1、制氧模块2电连接，用于检测以及控制舱体3内的环境指标，并且发送到增压模块1和制氧模块2；

这样，通过增压模块1和制氧模块2分别增加舱体内的压力以及含氧量，增加人员所处环境气压，随着舱体3内大气压力的升高，舱体3内空气中氧分压也随之升高，从而增加血液及组织中的物理溶解氧，提高氧的渗透力，增加血氧含量和血氧的弥散作用，缓解高原反应，另外，通过控制模块4实时检测和控制舱体3内的环境指标，使其处于最佳状态。

本实用新型实施例2提供一种用于高原地区的环境模拟系统，如图2所示，其包括增压模块1、制氧模块2、舱体3以及控制模块4；

增压模块1与舱体3连接用于增加舱体3内大气压力；

制氧模块2与舱体3连接用于增加舱体3内的含氧量；

控制模块4与舱体3连接用于检测以及控制舱体3内的环境指标；

这样，通过增压模块1和制氧模块2分别增加舱体内的压力以及含氧量，增加人员所处环境气压，随着舱体3内大气压力的升高，舱体3内空气中氧分压也随之升高，从而增加血液及组织中的物理溶解氧，提高氧的渗透力，增加血氧含量和血氧的弥散作用，缓解高原反应，另外，通过控制模块4实时检测和控制舱体3内的环境指标，使其处于最佳状态。

增压模块1包括增压通道11以及依次设置在增压通道11上的第一阀门12、风机13、消音过滤器14以及第二阀门15，这样，通过第一阀门12和第二阀门15控制增压通道11的开启或者关闭，实现舱体3内大气压力的升高。

制氧模块2包括制氧通道21，制氧通道21穿过风机13和消音过滤器14，且在风机13之前设置有第三阀门22和板式膜23，在消音过滤器14之后设置有第四阀门24，第三阀门22、板式膜23以及第四阀门24均位于制氧通道21上，这样，通过第三阀门22和第四阀门24控制制氧通道21的开启或者关闭，实现舱体3内氧气含量的升高。

另外，增压模块1和制氧模块2公用风机13和消音过滤器14，节省了能量。

如图3所示，控制模块4包括公共指标单元41、用于检测增压模块1效果的增压通道指标42以及用于检测制氧模块2效果的制氧通道指标43，公共指标单元41用于检测系统的温度、湿度、二氧化碳浓度、等效海拔高度，增压通道指标42用于检测系统的压力大小，制氧通道指标43用于检测系统的氧浓度以及氧流量。

公共指标单元41包括温度传感器411、湿度传感器412、二氧化碳传感器413、海拔仪414、第一控制器415、第一执行器416、空调417、加湿器418以及二氧化碳吸收器419，温度传感器411、湿度传感器412、二氧化碳传感器413以及海拔仪414均依次与第一控制器415和第一执行器416连接，第一执行器416分别与空调417、加湿器418以及二氧化碳吸收器419连接；

这样，第一控制器415将温度传感器411、湿度传感器412、二氧化碳传感器413、海拔仪414采集的数据与自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第一执行器416控制空调417、加湿器418以及二氧化碳吸收器419的工作状态。

增压通道指标42包括依次连接的压力传感器421、第二控制器422、第二执行器423以及增压单元424；

这样，第二控制器422采集压力传感器421的数据，并将其和自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第二执行器423控制增压单元424的工作状态。

制氧通道指标43包括浓度传感器431、流量计432、第三控制器433、第三执行器434、制氧单元435以及进气阀436，浓度传感器431和流量计432均依次与第三控制器433和第三执行器434连接，第三执行器434与制氧单元435以及进气阀436连接；

这样，第三控制器433采集浓度传感器431和流量计432的数据，并将其和自身设置的阈值进行比较，根据比较结果进行报警或者通过第三执行器434调节第三执行器434与制氧单元435的工作状态。

进一步包括通风模块5，通风模块5通过自动阀或者手动阀与舱体3连接用于对舱体3进行通风换气，这样，在舱体3内的压力达到工作压力后，通过通风模块5进行温压后的通风换气，一部分气体通过手动阀或者自动阀排出舱外，舱内压力达到动态平衡。

进一步包括设置在舱体3外的泄压模块6和配电柜，这样，通过泄压模块6可避免紧急情况的出现。

另外，舱体3内设置有阻燃面料按摩椅、照明灯、对讲通讯以及UPS应急供电。

工作过程，通过增压模块1和制氧模块2对舱体3进行增压和增氧，同时通过控制模块4实时检测以及控制舱体3内的环境指标。

控制模块4实时检测以及控制舱体3内的环境指标的具体方法为：以检测和控制氧气浓度为例：第三控制器433在工作过程中与第三执行器434之间进行实时通讯，控制第三执行器434的启停，该第三控制器433可以依据高原地区的实际情况设置有氧浓度上下限值及上下限安全报警值，当氧浓度达到设置的上限报警值时，第三控制器433给第三执行器434传递停机信号，随着氧气的消耗，氧浓度降低至设置的下限值时，第三执行器434再次启动，向舱体3内输送氧气，再次建立富氧环境；

假若上下限值在控制第三执行器434启停时失效，舱体3内氧浓度持续上升，则一旦达到上限安全报警值时，第三控制器433将发出报警声，提醒用户，当舱体3内氧浓度持续下降，一旦达到下线安全报警值时，第三控制器433也将发出报警声，确保用户的安全。

采用上述方案，与现有技术相比，本实用新型使用时，通过增压模块和制氧模块分别增加舱体内的压力以及含氧量，增加人员所处环境气压，随着舱体内大气压力的升高，舱体内空气中氧分压也随之升高，从而增加血液及组织中的物理溶解氧，提高氧的渗透力，增加血氧含量和血氧的弥散作用，对高原反应、高原缺氧有良好的功效。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，其包括增压模块(1)、制氧模块(2)、舱体(3)以及控制模块(4)；

所述增压模块(1)与舱体(3)连接，还与控制模块(4)电连接，用于根据所述控制模块(4)检测以及控制舱体(3)内的环境指标增加舱体(3)内大气压力；

所述制氧模块(2)与舱体(3)连接，还与控制模块(4)电连接，用于根据所述控制模块(4)检测以及控制舱体(3)内的环境指标增加舱体(3)内的含氧量；

所述舱体(3)分别与增压模块(1)、制氧模块(2)、控制模块(4)连接，用于控制模块(4)采集舱内的环境指标，以及接受增压模块(1)、制氧模块(2)对舱内(3)的大气压力和含氧量调整；

所述控制模块(4)与舱体(3)连接，还分别与增压模块(1)、制氧模块(2)电连接，用于检测以及控制舱体(3)内的环境指标，并且发送到增压模块(1)和制氧模块(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述增压模块(1)包括增压通道(11)以及依次设置在所述增压通道(11)上的第一阀门(12)、风机(13)、消音过滤器(14)以及第二阀门(15)。

3.根据权利要求2所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述制氧模块(2)包括制氧通道(21)，所述制氧通道(21)穿过风机(13)和消音过滤器(14)，且在风机(13)之前设置有第三阀门(22)和板式膜(23)，在消音过滤器(14)之后设置有第四阀门(24)，所述第三阀门(22)、板式膜(23)以及第四阀门(24)均位于制氧通道(21)上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述控制模块(4)包括公共指标单元(41)、用于检测增压模块(1)效果的增压通道指标(42)以及用于检测制氧模块(2)效果的制氧通道指标(43)。

5.根据权利要求4所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述公共指标单元(41)包括温度传感器(411)、湿度传感器(412)、二氧化碳传感器(413)、海拔仪(414)、第一控制器(415)、第一执行器(416)、空调(417)、加湿器(418)以及二氧化碳吸收器(419)，所述温度传感器(411)、湿度传感器(412)、二氧化碳传感器(413)以及海拔仪(414)均依次与第一控制器(415)和第一执行器(416)连接，所述第一执行器(416)分别与空调(417)、加湿器(418)以及二氧化碳吸收器(419)连接；

所述控制器(415)将温度传感器(411)、湿度传感器(412)、二氧化碳传感器(413)、海拔仪(414)采集的数据与自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第一执行器(416)控制空调(417)、加湿器(418)以及二氧化碳吸收器(419)的工作状态。

6.根据权利要求5所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述增压通道指标(42)包括依次连接的压力传感器(421)、第二控制器(422)、第二执行器(423)以及增压单元(424)；

所述第二控制器(422)采集压力传感器(421)的数据，并将其和自身设置阈值比较，根据比较的结果进行报警或者通过第二执行器(423)控制增压单元(424)的工作状态。

7.根据权利要求6所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，所述制氧通道指标(43)包括浓度传感器(431)、流量计(432)、第三控制器(433)、第三执行器(434)、制氧单元(435)以及进气阀(436)，所述浓度传感器(431)和流量计(432)均依次与第三控制器(433)和第三执行器(434)连接，所述第三执行器(434)与制氧单元(435)以及进气阀(436)连接；

所述第三控制器(433)采集浓度传感器(431)和流量计(432)的数据，并将其和自身设置的阈值进行比较，根据比较结果进行报警或者通过第三执行器(434)调节第三执行器(434)与制氧单元(435)的工作状态。

8.根据权利要求7所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，进一步包括通风模块(5)，所述通风模块(5)通过自动阀或者手动阀与舱体(3)连接用于对舱体(3)进行通风换气。

9.根据权利要求8所述的一种用于高原地区的环境模拟系统，其特征在于，进一步包括设置在所述舱体(3)外的泄压模块(6)。