一種數字式呼吸跟隨供氧系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種數字式呼吸跟隨供氧系統，包括：呼吸節律傳感器、高度傳感器、微控制器、D/A轉換器和比例閥，微控制器輸入端分別連接高度傳感器和呼吸節律傳感器，比例閥通過輸氧管道連通氧源和氧氣面罩。本實用新型專利技術還公布了一種數字式呼吸跟隨供氧系統的供氧方法，包括以下步驟：檢測人體肺呼吸深度P；檢測人體肺呼吸周期T；根據呼吸深度P和呼吸周期T通過預先設置在微處理器中的數學模型計算得出肺通氣量Flow∑和所需氧流量Flow（O2）；微控制器將獲得的肺通氣量Flow∑和所需氧流量Flow（O2）轉化為電信號發送至D/A轉換器；利用D/A轉換器根據電信號強弱控制比例閥的開啟程度。提高氧氣的使用率及用氧者的舒適度。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及航空供氧領域，具體的說，是一種數字式呼吸跟隨供氧系統。
技術介紹
航空器隨著飛行高度的增加其周圍環境的氧氣越稀薄，為了保證飛行員具有良好的氧氣供應，通常在航空器座艙內均安裝有供氧系統。目前，國內氧氣調節器的供氧方式主要采用以下兩種方式：即連續式供氧和斷續式供氧。連續式供氧是向使用者連續不間斷地供氧，這種供氧方式，不能將氧源中的氧氣進行分隔，其一會造成氧氣的大量浪費，其二在氧源中的氧氣未完全耗盡的情況下，對氧源中的氧氣會造成污染，人體呼出的二氧化碳等會混合到氧源中，不能保持氧源中氧氣的潔凈程度。斷續式供氧通常采用機械氣動式結構來實現，在使用者吸氣時供氧，呼氣時斷氧。這種供氧方式避免了氧源中氧氣的污染和浪費問題，改善了氧氣利用率，但由于采用機械氣動結構，存在呼吸流阻大，呼吸費力等問題。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種數字式呼吸跟隨供氧系統，用于解決現有的供氧裝置或者供氧系統存在氧氣浪費大，有效利用率低、對氧源存在污染以及供氧需求者吸入氧氣流阻大，不易吸入的問題。本技術通過下述技術方案實現：一種數字式呼吸跟隨供氧系統，所述系統包括：依次連接的氧源、供氧控制裝置和氧氣面罩，所述供氧控制裝置包括安裝在供氧控制裝置內部的高度傳感器、呼吸節律傳感器、微控制器、D/A轉換器和比例閥，所述微控制器的輸入端分別連接所述高度傳感器和呼吸節律傳感器，所述微控制器的輸出端依次連接所述D/A轉換器和比例閥，所述比例閥通過輸氧管道連通氧源和氧氣面罩。優選地，所述供氧控制裝置還包括設置在供氧控制裝置面板上并分別與微控制器連接的四刀雙擲應急開關、防錯插接頭座、電源開關。優選地，所述防錯插接頭座包括設置方形凹槽的氧源進氣口和設置圓形凹槽的氧氣輸出口，所述氧源通過帶有方接頭的輸氧管與氧源進氣口連接且所述方接頭形狀與方形凹槽相適應；所述氧氣面罩通過帶有圓接頭的輸氧管與氧氣輸出口連接且所述圓接頭與圓形凹槽形狀相適應; 圓形凹槽其橫截面呈圓形且圓形直徑為D，方形凹槽橫截面呈方形且方形邊長為S，對角線的長度為A，A＞D＞S。優選地，所述氧源進氣口、氧氣輸出口均設置自鎖機構；所述自鎖機構包括設置連接孔與定位孔的壓片、使壓片橫向往復運動的壓片彈簧、縱向設置的止動銷、以及外套于止動銷并使其縱向往復運動的止動銷彈簧；所述連接孔與氧源進氣口的氣道或氧氣輸出口的氣道匹配；所述定位孔與止動銷匹配。優選地，所述氧氣面罩上分別設置帶有單向閥的吸氣孔和出氣孔且氧氣面罩通過輸氧管與氧氣輸出口連接。優選地，所述比例閥與氧氣輸出口一一對應設置。一種數字式呼吸跟隨供氧系統的供氧方法，包括以下步驟：1.1檢測人體肺呼吸深度P；1.2檢測人體肺呼吸周期T；1.3根據呼吸深度P和呼吸周期T通過預先設置在微處理器中的數學模型計算得出肺通氣量Flow∑和所需氧流量Flow（O2）；1.4微控制器將獲得的肺通氣量Flow∑和所需氧流量Flow（O2）轉化為電信號發送至D/A轉換器；1.5利用D/A轉換器根據電信號的強弱控制比例閥的開啟程度。優選地，所述步驟1.1中的呼吸深度P通過呼吸節律傳感器檢測獲得，所述呼吸節律傳感器安裝在供氧控制裝置內，所述呼吸深度P氧氣面罩內壓力與外壓力之差，氧氣面罩內壓力為P1，外壓力為P2，P=P1-P2。優選地，所述步驟1.2中的呼吸周期T通過呼吸節律傳感器與微控制器中的定時單元檢測獲得。優選地，所述步驟1.3中所述的肺通氣量Flow∑與呼吸深度P的數學模型關系為：Flow∑=a*P^2+b*|P|+c（a,b,c為常值）；所述氧流量Flow（O2）的計算公式為：Flow（O2）=K*Flow∑*（PA-PB）/（PB-K1）,其中，K、K1的值為定值，PA為標準大氣壓，PB為所在高度壓力，即Flow（O2）=K*（a*P^2+b*|P|+c）*（PA-PB）/（PB-K1）。本技術與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）本技術通過傳感器和D/A轉換器實現對不同供氧需求者的氧氣需求的檢測和自動供應，解決了現有供氧裝置在供氧過程中存在氧氣浪費、氧源污染以及供氧不暢的問題。（2）本技術能夠自動通過高度傳感器獲知供氧需求者所處環境因高度變化而產生的空氣含氧濃度的變化，從而自動調整氧氣的供應量。（3）本技術能夠對供氧需求者的呼吸頻率進行捕捉，在吸氣時按需供應，在呼氣時自動關閉，杜絕了氧氣的浪費和氧源污染。附圖說明圖1為本技術的機構連接示意框圖；圖2為本技術在吸氣狀態時的工作原理圖；圖3為本技術在呼氣狀態時的工作原理圖；圖4為呼吸特性曲線示意圖；圖5為供氧控制裝置結構示意圖；其中1-比例閥；2-氧氣面罩；3-座艙；4-氧源；5-大氣接口；6-電源開關；7-四刀雙擲應急開關；8-防錯插接頭座；9-氧氣輸出口；10-氧源進氣口；91-止動銷；92-圓形凹槽；93-壓片；101-方形凹槽。具體實施方式下面結合實施例對本技術作進一步地詳細說明，但本技術的實施方式不限于此。實施例1：如圖1-5所示，一種數字式呼吸跟隨供氧系統，所述系統包括：依次連接的氧源4、供氧控制裝置和氧氣面罩2，所述供氧控制裝置包括安裝在供氧控制裝置內部的高度傳感器、呼吸節律傳感器、微控制器、D/A轉換器和比例閥1，所述微控制器的輸入端分別連接所述高度傳感器和呼吸節律傳感器，所述微控制器的輸出端依次連接所述D/A轉換器和比例閥1，所述比例閥1通過輸氧管道連通氧源4和氧氣面罩2。本實施例中，所述供氧控制裝置還包括設置在供氧控制裝置面板上并分別與微控制器連接的四刀雙擲應急開關7、防錯插接頭座8、電源開關6。本實施例中，所述防錯插接頭座8包括設置方形凹槽101的氧源進氣口10和設置圓形凹槽92的氧氣輸出口9，所述氧源4通過帶有方接頭的輸氧管與氧源進氣口10連接且所述方接頭形狀與方形凹槽101相適應；所述氧氣面罩2通過帶有圓接頭的輸氧管與氧氣輸出口9連接且所述圓接頭與圓形凹槽92形狀相適應; 圓形凹槽92其橫截面呈圓形且圓形直徑為D，方形凹槽101橫截面呈方形且方形邊長為S，對角線的長度為A，A＞D＞S。本實施例中，所述氧源進氣口10、氧氣輸出口9均設置自鎖機構；所述自鎖機構包括設置連接孔與定位孔的壓片93、使壓片93橫向往復運動的壓片彈簧、縱向設置的止動銷91、以及外套于止動銷91并使其縱向往復運動的止動銷彈簧；所述連接孔與氧源進氣口10的氣道或氧氣輸出口9的氣道匹配；所述定位孔與止動銷91匹配。本實施例中，所述氧氣面罩2上分別設置帶有單向閥的吸氣孔和出氣孔且氧氣面罩通過輸氧管與氧氣輸出口9連接。本實施例中，所述比例閥1與氧氣輸出口9一一對應設置。工作原理：系統的工作狀態分為吸氣狀態和呼氣狀態，當供氧需求者戴上氧氣面罩2進行呼吸時，微控制器通過呼吸節律傳感器采樣與氧氣面罩2連接的輸氧管內的壓強，即呼吸深度P，所述呼吸深度P的取值為吸氣時輸氧管中產生的壓力P1與氧氣面罩2外部壓力P2的差值，呼氣時同理， P=P1-P2。由P確定呼吸深度信號。高度傳感器采樣系統所在實時高度壓力（PB），PA為標準大氣壓,通過氧流量公式Flow（O2）=K*Flow∑*（PA-PB）/（PB-K1）自動計算不同呼吸深度和不同高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字式呼吸跟隨供氧系統，其特征在于，所述系統包括：依次連接的氧源（4）、供氧控制裝置和氧氣面罩（2），所述供氧控制裝置包括安裝在供氧控制裝置內部的高度傳感器、呼吸節律傳感器、微控制器、D/A轉換器和比例閥（1），所述微控制器的輸入端分別連接所述高度傳感器和呼吸節律傳感器，所述微控制器的輸出端依次連接所述D/A轉換器和比例閥（1），所述比例閥（1）通過輸氧管道連通氧源（4）和氧氣面罩（2）。

【技術特征摘要】
1.一種數字式呼吸跟隨供氧系統，其特征在于，所述系統包括：依次連接的氧源（4）、供氧控制裝置和氧氣面罩（2），所述供氧控制裝置包括安裝在供氧控制裝置內部的高度傳感器、呼吸節律傳感器、微控制器、D/A轉換器和比例閥（1），所述微控制器的輸入端分別連接所述高度傳感器和呼吸節律傳感器，所述微控制器的輸出端依次連接所述D/A轉換器和比例閥（1），所述比例閥（1）通過輸氧管道連通氧源（4）和氧氣面罩（2）。2.根據權利要求1所述的一種數字式呼吸跟隨供氧系統，其特征在于，所述供氧控制裝置還包括設置在供氧控制裝置面板上并分別與微控制器連接的四刀雙擲應急開關（7）、防錯插接頭座(8)、電源開關（6）。3.根據權利要求2所述的一種數字式呼吸跟隨供氧系統，其特征在于，所述防錯插接頭座（8）包括設置方形凹槽（101）的氧源進氣口（10）和設置圓形凹槽（92）的氧氣輸出口（9），所述氧源（4）通過帶有方接頭的輸氧管與氧源進氣口（10）連接且所述方接頭形狀與方形凹槽（101）相適應；所述氧氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：倪一平，侯小鳳，徐培勇，王柳，
申請(專利權)人：四川海特亞美航空技術有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51