KR100496410B1

KR100496410B1 - 상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기

Info

Publication number: KR100496410B1
Application number: KR20010047281A
Authority: KR
Inventors: 김민정
Original assignee: 주식회사 옥서스
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2005-06-17
Also published as: KR20030013006A

Abstract

상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기는 산소발생기 사용자 상태, 기기 작동 및 사용을 감시하고 그에 대한 정보를 통신을 통해 전송하여 원격으로 관리받기 위한 것이다. 본 발명은 사용자의 혈중산소농도 및 맥박등의 사용자 상태를 감지하기 위한 펄스옥시미터와, 기기 누적사용시간과 유량, 압력, 순도등을 감지하기 위한 센서들, 및 통신수단을 산소발생기에 부착하여, 사용자의 상태정보, 기기 작동조건 및 이상여부를 포함한 작동정보, 그리고 기기 사용정보를 얻어내며, 얻어낸 정보에 따라 산소발생을 제어/관리할 수 있도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 원격지에서 산소발생기 및 사용자(환자)의 상태를 확인할 수 있어 재택진료와 같이 원격지에서 진찰이 이루어지거나 환자를 관리하는 데 유용하게 쓰일 수 있으며, 산소발생기의 고장유무 및 작동상황을 판단할 수 있어 고장을 예측하거나 고장으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기{Oxy generator having a state monitoring/communication function and remote supervision system}

본 발명은 상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 산소발생기 사용자 상태와 기기 사용 및 작동 상태를 감시하고, 그로부터 얻어진 정보를 통신접속을 통해 원격 전송하여 각지에 흩어진 산소발생기를 원격 관리할 수 있도록 한 상태감시/통신기능을 구비한 산소발생기에 관한 것이다.

산소발생기는 여러곳에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 가장 흔하게는, 사무실이나 일반 가정의 밀폐된 공간에 산소를 공급함으로써 현대인의 일상생활에서 쌓인 피로의 회복 및 세포의 활성화를 돕기 위한 것이 있고, 병원의 수술실이나 구급차 등에서는 환자에게 산소를 공급하기 위한 의료용 산소발생기가 사용되고 있다. 또한, 밀폐된 자동차 내에 산소를 공급하기 위한 자동차용 산소발생기, 잠수부의 공기탱크충전용 산소발생기, 및 폐수처리장이나 양식장 등에서 사용하기 위한 산소발생기를 비롯하여, 여러 종류의 산소발생기가 사용되고 있다.

또한, 산소발생기는 산소발생만을 하는 저가형 제품 이외에도 압력센서, 순도센서, 유량센서 등이 부착되어 작동압력과 발생 산소 순도를 체크하여 외부에 경고등이나 경고음 출력을 하는 고가형 제품도 있다.

그런데, 위와 같은 기존의 산소발생기는 사용자의 상태나 기기 상태를 확인할 수 없어, 사용중에 정기적으로 확인을 해야 하는 번거로움이 있다. 특히, 의료용 산소발생기의 경우 의사로부터 처방을 받아 환자가 병원가 떨어진 장소에서 주로 사용하기 때문에 기기 상태나 환자 상태를 확인해줄 보호자가 항상 있어야 한다. 물론, 고가형 산소발생기의 경우 센서가 내장되어 기기 작동이상을 경보해 주지만, 사용자의 상태까지 체크하지 않으며, 원격지 관리자는 기기상태나 사용자의 상태를 알 수 없어 원활한 관리가 어렵다. 또한, 각지에 흩어져 사용되고 있는 산소발생기를 관리하기 위해서는 정기적으로 방문하여 검사해야 하므로 많은 비용이 소모된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 산소발생기에 사용자나 기기 상태를 감시하고 그로부터 얻어진 정보를 통신을 통해 제어할 수 있는 기능을 부가하여 사용자의 안전을 확보한 산소발생기를 제공함에 있다.

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이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기는, 산소발생기에 있어서, 산소발생부와, 사용자의 상태를 감지하기 위한 제 1센서부와, 상기 산소발생부의 사용 및 작동상태를 감지하기 위한 제 2센서부와, 상기 제 1센서부에 의해 감지되는 사용자의 상태를 사용자가 알 수 있도록 표시하는 표시부와, 상기 제 1 및 제 2센서부의 감지신호로부터 사용자의 상태, 기기 사용 및 작동상태를 분석, 판단하고 그에 따라 산소발생을 제어하며, 그 상태정보가 외부로 전송되도록 제어하는 제어부, 및 상기 제어부의 제어에 따라 사용자 및 기기 상태정보를 전송하는 통신부를 포함한다.

삭제

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 산소발생기 원격관리시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1 시스템의 산소발생기가 의료용인 경우의 실시예를 보여주는 도면이다. 도 1에 나타낸 시스템은 크게 산소발생장치(100A∼100N), 정보수집서버(200) 및 관리센터(300)로 구성된다. 정보수집서버(200)는 LAN, 전화선, 무선의 통신인프라를 통해 각지에 흩어져 사용되는 다수의 산소발생장치(100A∼100N)와 접속되며, 각 산소발생장치(100A∼100N)로부터 상태정보를 수집한다. 산소발생장치(100A∼100N)는 모두 동일하게 구성되어 동작하므로, 산소발생장치(100A)에 대해서만 설명한다. 산소발생장치(100A)는 사용자의 상태를 혈중산소농도 및 맥박수등으로 감지하기 위한 펄스옥시미터(pulse oximeter sensor)(10)와, 각 구성의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 주제어기(15), 및 주제어기(15)의 제어에 따라 감지된 사용자 상태를 사용자가 알 수 있도록 표시하기 위한 표시부(50)를 구비한다. 여기서, 표시부(50)는 LCD나 FND등을 이용한다. 산소발생장치(100A)는 또한, 산소발생부(30), 발생된 산소를 사용자에게 배출하는 산소배출부(45), 및 장치 작동 및 사용을 확인하면서 산소발생을 제어하는 산소발생제어기(20)를 구비한다. 여기서, 산소발생부(30)는 센서들이 부착되어 있는 기성품으로, 도 2에 도시된 바와 같이 솔레노이드밸브(34)와 흡착탑A,B(36A,36B) 사이 및 저장탱크(39)에 각각 부착되어 압력을 측정하는 압력센서(35A∼35C), 최종 산소 배출구 근처에 부착되어 유량과 산소 순도를 감시하는 유량센서(42)와 순도센서(43)를 구비한다. 산소발생제어기(20)에는 장치 작동시간과 사용자의 산소치료시간등의 누적 사용시간 및 감시된 상태를 기록하기 위한 메모리(25)가 연결된다. 여기서, 메모리(25)는 재기록(rewrite)가능하며, 정전시에도 기록된 정보가 보존될 수 있도록 R/W-ROM(read/write-read only memory)을 사용한다. 한편, 산소발생장치(100A)는 주제어기(15)의 제어에 따라 산소발생제어기(20)에서 확인한 장치 사용 및 작동 정보와 펄스옥시미터(10)에 의해 감지된 사용자 상태 정보등을 전송하기 위한 통신부(55)를 구비한다. 관리센터(300)는 정보분석소프트웨어를 수행시켜 정보수집서버(200)에 수집된 정보를 분석하고, 분석결과에 따라 해당 산소발생장치(100A∼100N)를 관리한다. 이러한 구성을 갖는 산소발생기의 상태 감시 및 통신기능 수행과 그에 따른 원격관리 동작에 대해 구체적으로 설명한다.

사용자가 의사로부터 산소 치료 처방을 받은 후에 산소 치료를 받기 위하여 산소발생장치(100A)를 사용하게 된다. 사용자는 펄스옥시미터(10)를 손에 부착한 후에 원하는 산소량을 설정하고 산소발생장치(100A)를 작동시킨다. 펄스옥시미터(10)는 사용자의 혈중산소포화도(SpO2)와 맥박수등의 사용자 상태를 감지한다. 산소발생장치(100A)는 설정된 산소량만큼 산소를 발생시키고, 감지되는 사용자의 상태를 확인하면서 사용자에게 필요한 산소를 공급한다. 산소발생장치(100A)의 주제어기(15)는 A/D변환기(미도시)를 내장하여 펄스옥시미터(10)의 감지신호를 내부적으로 처리가능한 디지털형태로 변환한다. 주제어기(15)는 감지된 사용자의 혈중산소농도로부터 사용자에게 필요한 산소 유량을 결정하고 이 정보를 산소발생제어기(20)에 전달함과 동시에 표시부(50)에 그 측정 수치등을 표시하여 사용자에게 알려준다. 산소발생제어기(20)는 주제어기(15)의 산소발생명령에 따라 산소발생부(30)에서 산소가 발생되도록 제어하며, 주제어기(15)로부터 전달된 사용자 상태에 따른 산소 유량으로 공급 산소 유량이 조절되도록 유량조절기(41)를 제어한다. 유량조절기(41)에 의해 유량을 조절하면 산소공급량에 변화를 주게 되어 사용자 상태에 따른 산소발생 작동 효율이 높아지게 된다. 즉, 사용자의 혈중산소포화도가 높아지면 산소공급량을 줄이게 되고 이렇게 함으로써 산소발생장치(100A)는 에너지 소모가 적어지게 된다. 여기서, 주제어기(15)와 산소발생제어기(20)를 별도 구성으로 도시하였지만, 물리적으로 하나의 전자회로로 구성될 수 있다. 산소발생제어기(20)는 산소발생부(30)의 압력센서(35A∼35C), 유량센서(42), 순도센서(43)에 의해 감지된 압력, 유량 및 산소 순도를 입력받아 장치의 이상 여부 및 작동조건등을 확인하면서 산소발생부(30)에서의 산소발생을 제어한다. 산소발생부(30)는 산소발생제어기(20)의 제어를 받아 산소를 발생한다. 즉, 산소발생부(30)는 흡기필터(31)를 통해 외부 공기를 유입하여 공기압축기(33)로 압축한다. 압축된 공기는 솔레노이드밸브(34)에 의해 흡착탑A(36A)로 유입된다. 흡착탑A(36A)는 유입된 압축공기에 의해 내부가 점차 가압되면 질소가 흡착제(37)에 흡착되어 농축된 산소를 발생시킨다. 농축된 산소는 흡착탑A(36A) 상부의 체크밸브A(38A)를 통과하여 저장탱크(39)에 저장된다. 이때, 흡착탑B(36B)는 솔레노이드밸브(34)에 의해 배기소음기(32)와 연결되어 대기로 내부 공기를 배출한다. 따라서, 압력이 낮아지고 대기로 흡착된 질소를 탈착시켜 배출한다. 흡착탑A(36A) 내부에 질소가 충분히 흡착이 되면, 솔레노이드밸브(34)를 전환하여 흡착탑A(36A)는 감압, 탈착을 흡착탑B(36B)는 가압, 흡착을 하도록 한다. 흡착탑A(36A)는 배기소음기(32)와 연결되고 내부의 공기가 배출된다. 또한, 압력이 낮아지면서 질소가 탈착되고 동시에 배출된다. 흡착탑B(36B)는 반대로 가압되면서 질소를 흡착, 산소를 생산한다. 이와 같이 흡착탑A(36A)와 흡착탑B(36B)는 서로 교대로 흡착과 탈착을 하여 연속적으로 산소를 생산한다. 생산된 산소는 저장탱크(39)에 저장되고, 압력조절기(40), 유량조절기(41), 유량센서(42), 순도센서(43)를 차례로 통과하여 사용자에게 흡입된다.

위와 같이 산소를 발생하는 과정에서 흡착탑(36A,B), 저장탱크(39)의 압력을 압력센서(35A∼35C)로 측정하여 압력이 정상보다 높거나 낮은 경우를 감시한다. 또한, 최종 산소배출구 근처에 유량센서(42), 순도센서(43)를 부착하여 산소순도 및 유량을 감시한다. 이때, 유량조절기(41)는 사용자가 설정한 유량과 유량센서(42)에서 측정된 유량을 비교하여 공급 산소 유량을 사용자가 원하는 양으로 일정하게 피드백(feedback) 조절한다.

산소발생제어기(20)는 산소발생부(30)에 부착된 압력센서(35A∼35C), 유량센서(42) 및 순도센서(43)에 의해 감지된 압력, 유량 및 산소순도를 입력받아 이상여부 및 작동조건등의 장치작동정보를 얻어낸다. 산소발생제어기(20)는 또한, 적산계(미도시)를 내장하여 작동시부터의 장치사용시간을 누적 계산하여 장치작동시간 및 사용자의 산소치료시간등 장치사용정보를 얻어낸다. 산소발생제어기(20)에서 감지신호로부터 얻어낸 장치 사용정보 및 작동정보는 주제어기(15)로 입력된다. 주제어기(15)는 미도시된 A/D변환기와 내부프로세서를 내장하여 펄스옥시미터(10)의 감지신호를 일단 디지탈형태로 변환하고, 그 디지털변환된 감지신호로부터 사용자의 상태와 산소발생제어기(20)의 장치사용 및 작동정보를 분석, 판단한다. 주제어기(15)는 분석, 판단을 통해 얻어진 사용자의 상태정보와, 누적사용시간을 포함한 장치 사용정보 및 작동조건과 이상여부를 포함한 작동정보를 통신부(50)를 통해 외부로 전송한다. 여기서, 통신부(50)는 RS-232, TCP/IP, IPX등의 범용 통신프로토콜을 이용한다. 또한, 산소발생제어기(20)는 산소발생장치(30)의 누적 사용 시간과 상태를 포함하는 사용 내역을 R/W-ROM(25)에 저장하여 추후 자료로 이용할 수 있도록 한다.

산소발생장치(100A)의 통신부(25)는 원격지에 있는 정보수집서버(200)와 통신접속하여 장치작동시 센서들로부터 감지된 순도, 유량, 압력등을 포함하는 장치작동상태와, 사용자의 혈중산소농도, 맥박등의 사용자 상태정보를 전송한다. 정보수집서버(200)는 여러곳에 흩어져 있는 산소발생장치(100A)로부터 전송되는 정보를 수집한다. 관리센터(300)는 정보분석소프트웨어를 이용하여 정보수집서버(200)에 수집된 산소발생장치(100A∼100N)별로 정보를 분석하여 사용자가 처방보다 많거나 적은 산소를 흡입하였는 지, 장치가 정상작동하는 지를 판단하고, 이를 의사에게 전달한다. 의사는 분서결과를 추후 처방에 참조한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 상태 감시/통신기능을 부가한 산소발생기 및 그 원격관리시스템은, 산소발생기에 기기 작동 및 사용자 상태를 감지하는 센서를 부착하고 작동시 센서에 의해 감지된 산소 순도, 압력, 유량등의 작동상태와 사용자의 혈중산소농도 및 맥박등의 상태에 따라 산소발생을 제어하며, 그 상태정보를 관리측과 통신접속하여 전송하고 관리받을 수 있도록 하므로써, 사용자의 부주의에 의한 오남용을 방지할 수 있으며, 원격지에서도 사용자의 산소치료기간과 용법에 대한 관리가 가능하고, 기기 고장유무 및 작동상황을 판단 및 예측하여 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 산소발생기 원격관리시스템을 나타내는 구성도,

도 2는 도 1 시스템의 산소발생기가 의료용인 경우의 실시예를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 펄스옥시미터 15 : 주제어기

20 : 산소발생제어기 25 : R/W ROM

30 : 산소발생부 45 : 산소배출부

50 : 표시부 55 : 통신부

100A∼100N : 산소발생장치 200 : 정보수집서버

300 : 관리센터

Claims

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상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기에 있어서,

흡기필터(31)를 통해 외부 공기를 유입하여 공기압축기(33)로 압축하고,압축된 공기는 솔레노이드밸브(34)에 의해 흡착탑A(36A)로 유입되고, 흡착탑A(36A)는 유입된 압축공기에 의해 내부가 점차 가압되면 질소가 흡착제(37)에 흡착되어 농축된 산소를 발생시키며, 농축된 산소는 흡착탑A(36A) 상부의 체크밸브A(38A)를 통과하여 저장탱크(39)에 저장되며, 흡착탑B(36B)는 솔레노이드밸브(34)에 의해 배기소음기(32)와 연결되어 대기로 내부 공기를 배출하며, 흡착탑A(36A) 내부에 질소가 충분히 흡착이 되면, 솔레노이드밸브(34)를 전환하여 흡착탑A(36A)는 감압, 탈착을 흡착탑B(36B)는 가압, 흡착을 하도록 하며, 흡착탑A(36A)는 배기소음기(32)과 동시에 내부의 공기를 배출하고, 흡착탑B(36B)는 반대로 가압되면서 질소를 흡착, 산소를 생산하므로서 흡착탑A(36A)와 흡착탑B(36B)의 교대 흡착/탈착을 통하여 연속적으로 산소를 생산한 뒤 저장탱크(39)에 저장, 압력조절기(40), 유량조절기(41), 유량센서(42), 순도센서(43)를 차례로 통과하여 공급되게 하는 산소발생부(30);

사용자의 상태를 감지하기 위하여 사용자의 혈중산소 포화도와 맥박수를 펄스옥시미터로 감지하는 제 1센서부;

상기 산소발생기에서 발생되는 산소의 압력, 유량 및 산소 순도를 각각 감지하여 산소발생부의 사용 및 작동상태를 감지하기 위한 제 2센서부;

상기 제 1센서부에 의해 감지되는 사용자의 상태를 사용자가 알 수 있도록 표시하는 표시부;

상기 제 1 및 제 2센서부의 감지신호로부터 사용자의 상태, 기기 사용 및 작동상태를 분석, 판단하고 그에 따라 발생장치의 공정을 제어하며, 그 상태정보가 외부로 전송되도록 제어하기 위하여 산소발생명령에 따라 상기 산소발생부를 작동시키며, 사용시간을 누적 계산하고, 그 계산된 누적사용시간과 상기 제 2센서부에 의해 감지된 압력, 유량 및 산소순도로부터 작동조건, 이상여부의 작동상태와 사용상태를 확인하면서 상기 산소발생부를 제어하는 산소발생제어기와, 상기 산소발생제어기에 산소발생을 명령하며, 상기 펄스옥시미터에 의해 감지된 혈중산소포화도와 맥박수로부터 사용자의 상태를 측정하고, 상기 산소발생제어기로부터 장치 사용정보와 작동정보를 입력받아 측정된 사용자의 상태정보와 함께 상기 통신부로 출력하는 주제어기로 이루어진 제어부;

상기 산소발생제어기의 작동상태와 사용상태 정보를 기록하기 위하여 재기록 가능한 ROM을 구비한 메모리;

상기 제어부의 제어에 따라 사용자 및 기기 상태정보를 전송하도록 RS-232, TCP/IP, IPX중 하나의 통신프로토콜을 이용하는 통신부를 포함하는 상태 감시/통신기능을 구비한 산소발생기.
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