CN208193367U - 一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置，其特征在于，包括呼吸机管道，所述呼吸机管道一端为进气口，连接湿化器的出气口；另一端为患者端；所述管道的患者端端口处有热敏电阻；在所述管道外壁上设置有加热导丝以及热敏电阻信号线；在所述管道的进气口处设有第一连接器，在加湿器的出气口处设有第二连接器，所述第一连接器与第二连接器电连接将加热导丝以及热敏电阻信号线与主控单元的连接；在呼吸机的加湿器出气口处还设置有温湿度传感器，所述主控单元调节加热导丝的发热功率和湿化器的湿化功率，实现控制管道出口处的湿度和温度。采用本实用新型可有效控制管道内的温度和湿度值。

Description

一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种呼吸机，尤其涉及的是一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置。

背景技术

当正常使用呼吸机时，气流经过湿化器加湿后有一定的温度，当室内温度较低时，管路壁的温度也是比较低的，这样很容易在管路内部产生冷凝水；如果压力较大时冷凝水会产生较大的声音，影响患者睡眠质量，冷凝水也有可能流出管路到患者的鼻子和脸上，带来糟糕的呼吸体验；因此有必要对管路进行温度和湿度进行控制，避免冷凝水的产生；同时呼吸机中的气流经过冰冷的管路，尤其是寒冷的冬天，送到患者呼吸道里的将是冰冷的空气，造成患者不适，因此要保证管路温度在人体舒适的范围内。

中国专利申请号为201510580870.5公开的技术文件公开了一种运载加湿气体的导管，其包括整个管路以及定位在管路中的螺旋导丝，通过对管路中导丝通电，来达到对管路中加湿气体加热的功能，避免了冷凝水滞留在管路里；但该管路中无温度传感器，因此在对管道加热的过程中，可能存在加热“欠缺”或者“过度”的问题，加热温度过低时，会导致冷凝水滞留在管路中，影响呼吸机的正常使用；加热温度过高时，导致气体温度过高或者干燥而引起患者不适。

中国专利申请号为201610545371.7公开的技术文件中，提出了一种呼吸机防冷凝控制系统，通过采集呼吸机湿化器出气口出的温度值和湿度值以及靠近面罩端温度值和湿度值，并根据采集的温度值和湿度值，对呼吸机湿化器的湿化功率和加热装置功率进行调整，控制呼吸机管路中的气体相对湿度始终低于100％，可以有效避免水汽凝结。该方法中同时监测了湿化器出气口出和管路患者端处的温度及湿度值，这样需要使用两个温湿度传感器，导致了成本的增加。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置，旨在解决现有的呼吸机由于温度控制问题导致冷凝水滞留影响呼吸舒适度的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置，其包括呼吸机管道，所述呼吸机管道一端为进气口，连接湿化器的出气口；另一端为患者端；所述管道的患者端端口处有热敏电阻，所述热敏电阻用于检测管道患者端的气体温度；在所述管道外壁上设置有加热导丝以及热敏电阻信号线；在所述管道的进气口处设有第一连接器，在加湿器的出气口处设有第二连接器，所述第一连接器与第二连接器电连接，用于将加热导丝以及热敏电阻信号线与主控单元的连接；在呼吸机的加湿器出气口处还设置有温湿度传感器，用于检测进入管道内的气体的温度和湿度，所述主控单元根据进入管道的温度和湿度以及管道患者端的温度计算出加热管道出气口处气体的湿度，所述主控单元根据患者端的温度和湿度实施调节加热导丝的发热功率和湿化器的湿化功率，实现控制管道出口处的湿度和温度。

所述的装置，其所述加热导丝以及热敏电阻信号线呈螺旋状的绕在管道侧壁上。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过监测靠近面罩管路端的温度以及湿化器出口处温度和湿度，并调节湿化器湿度以及加热功率，来保证管路内部的温度和湿度处于一个合适的范围，避免呼吸机的使用过程中，管路出现冷凝水和患者呼吸到冷空气或干燥空气。该方法通过监测湿化器出气口处的温度和湿度以及管路患者端的温度值，通过控制湿化器功率和加热功率，有效地将管路里气体保持在合适的温度和湿度，避免了冷凝水的产生和患者的呼吸不适，同时管路患者端通过热敏电阻监测温度，有效地减小了使用温湿度传感器的成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的呼吸机管道结构示意图。

图2是本实用新型提供的呼吸机湿化器的出气口结构示意图。

图3是本实用新型提供的智能控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提出的一种家用呼吸机管路内部温度和湿度的控制装置，在该装置中，实时监测湿化器出气口温度和湿度以及管路患者端的温度，并且通过湿化器出气口温度和湿度以及管路患者端温度计算出管路患者端的湿度，根据反馈的管路患者端温度和湿度与设定的温度和湿度值的差值，通过调节加热功率和湿化器湿化功率减小管路患者端温度和湿度与设定值的差值，最后保持管路患者端的温度和湿度均在设定值附近波动，使患者有较好的呼吸体验。

如图1和2所示,本实用新型提供的装置主要包括：呼吸机管道，所述呼吸机管道一端为进气口，连接湿化器的出气口；另一端为患者端。所述管道的患者端端口处有热敏电阻(1B)，所述热敏电阻用于检测管道患者端的气体温度；在所述管道外壁上设置有加热导丝以及热敏电阻信号线(1A)；在所述管道的进气口处设有第一连接器(1C)，在加湿器的出气口处设有第二连接器(2B)，所述第一连接器与第二连接器电连接，用于将加热导丝以及热敏电阻信号线与主控单元的连接。所述加热导丝以及热敏电阻信号线呈螺旋状的绕在管道侧壁上。在加热管道结构上，管路中加热导丝和信号线内嵌在螺旋凸起中，贯穿整个管道，因此在加热过程中，整个管道可以均匀加热。

在呼吸机的加湿器出气口处还设置有温湿度传感器(2A)，用于检测进入管道内的气体的温度和湿度。本实用新型的主控单元根据进入管道的温度和湿度以及管道患者端的温度计算出加热管道出气口处气体的湿度，所述主控单元根据患者端的温度和湿度实施调节加热导丝的发热功率和湿化器的湿化功率，实现控制管道出口处的湿度和温度。

本实用新型提出的呼吸机管路内部的温湿度控制方法在呼吸机的使用前，根据患者需求和环境设置管道温度和湿度目标值。

本实用新型提供的呼吸机实施智能控制主要包括以下几个步骤：

步骤S1：实时采集管道患者端热敏电阻值，转化成温度值T_患，同时采集湿化器出气口处温度T_湿和湿度值RH_湿；

步骤S2：根据采集到的管道患者端温度值以及湿化器出气口处温度和湿度值，计算出管道患者端的湿度；具体计算方法为：

P_sat(T_湿)·RH_湿＝P_sat(T_患)·RH_患

其中：由于管路中温度变化范围不大，可认为管路中水蒸气分压在管路中不变，P_sat(T_湿)、P_sat(T_患)分别表示温度T_湿和T_患下的水蒸气饱和压力，RH_患是管道患者端湿度值，因此，患者端湿度有以下计算式：

步骤S3：比较管道患者端温度和湿度与主机设定的温度和湿度值，如果二者存在差值，则通过主机调节加湿器加湿功率以及加热功率；具体为：如果温度和湿度偏小，则增加加热功率和湿化器功率，如果偏小，则减小加热功率和湿化器功率；

步骤S4：继续进行步骤S1的操作，实施动态的智能控制。

通过以上步骤，可以有效控制管道患者端的温度和湿度值在合适的范围内，避免了冷凝水滞留在管路以及患者吸气过冷而造成的呼吸不适。

相比已有的加热管道温湿度控制系统，本专利有以下优点：通过管道患者端处热敏电阻感测温度，湿化器出气口处温湿度传感器测得的温度和湿度，计算出管道患者端湿度值，根据管道患者端温度和湿度值与设定的温度和湿度值的差值，可有效控制管道内的温度和湿度值，保证了患者呼吸的顺畅；同时，本专利用到的器件包括一个热敏电阻、一个温湿度传感器，比已有方案中用到多个温湿度传感器在成本上节省了很多，也减少了加热管道中的信号线。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种呼吸机管路内部温度和湿度的智能控制装置，其特征在于，包括呼吸机管道，所述呼吸机管道一端为进气口，连接湿化器的出气口；另一端为患者端；所述管道的患者端端口处有热敏电阻；在所述管道外壁上设置有加热导丝以及热敏电阻信号线；在所述管道的进气口处设有第一连接器，在加湿器的出气口处设有第二连接器，所述第一连接器与第二连接器电连接将加热导丝以及热敏电阻信号线与主控单元的连接；在呼吸机的加湿器出气口处还设置有温湿度传感器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热导丝以及热敏电阻信号线呈螺旋状的绕在管道侧壁上。