一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及呼吸氣體監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置。該方法和裝置通過(guò)比例閥結(jié)合氣泵控制，利用了比例閥開(kāi)口大小控制時(shí)無(wú)機(jī)械沖擊現(xiàn)象以及比例閥控制響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，大大克服了單獨(dú)氣泵流量控制時(shí)的氣泵機(jī)械振動(dòng)以及相應(yīng)的流量波動(dòng)對(duì)后續(xù)測(cè)量精度造成的不利影響，特別是在小流量或者微流量的情況下，流量波動(dòng)對(duì)氣體檢測(cè)的不利影響非常明顯，使用該方法和裝置的作用和意義就更加重要。另一方面，該方法和裝置利用比例閥和氣泵相互協(xié)調(diào)工作，主要通過(guò)控制比例閥來(lái)保證穩(wěn)定的流量，保證采樣氣體流量在非常穩(wěn)定的工作范圍，從而大大減小了采樣氣體流量波動(dòng)對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果造成的不利影響，保證測(cè)量精度。
【專利說(shuō)明】一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及呼吸氣體監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸氣體監(jiān)護(hù)主要用于監(jiān)測(cè)病人呼吸生命體征相關(guān)的生理參數(shù)，可以監(jiān)測(cè)病人呼吸回路中的二氧化碳及二氧化氮的濃度，識(shí)別并檢測(cè)5種常用麻醉氣體(地氟醚、七氟醚、異氟醚、安氟醚、氟烷)的濃度。它可以通過(guò)檢測(cè)呼氣中二氧化碳值來(lái)檢測(cè)患者的呼吸狀況，也可以檢測(cè)麻醉氣體的安全使用，如無(wú)過(guò)度、過(guò)少或誤用麻醉氣體的狀況，也可以檢測(cè)麻醉病人的呼吸狀況。目前的呼吸監(jiān)護(hù)儀器主要有主流和旁流兩種，主流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器將探頭安裝在病人呼吸回路中，旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器需要從病人呼吸回路中采樣一小部分氣體樣本，送至儀器進(jìn)行分析。旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器可以用于插管病人和非插管病人，實(shí)際應(yīng)用中更廣泛，在臨床中更常見(jiàn)。
[0003]目前旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器的采樣流速通常在50-250ml/min，而氣體采樣主要是通過(guò)膜片泵來(lái)完成的，膜片泵結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，在旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器的氣體采樣中得到了非常廣泛的應(yīng)用。旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器中的氣體檢測(cè)傳感器屬于精密元件，工作中容易受震動(dòng)干擾而降低其測(cè)量精度，而膜片泵是旁流式呼吸監(jiān)護(hù)儀器中的主要震動(dòng)源，目前膜片泵的慣常設(shè)計(jì)都是通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)膜片完成抽氣或者打氣。同時(shí)氣體檢測(cè)傳感器對(duì)采樣氣體流量的波動(dòng)也非常敏感，氣體檢測(cè)傳感器的采樣氣體的波動(dòng)會(huì)引入測(cè)量噪聲，嚴(yán)重影響測(cè)量精度，必須要求提供穩(wěn)定流量的采樣氣體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于提供一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置，該方法和裝置`可以保證采樣氣體流量在非常穩(wěn)定的工作范圍，從而大大減小了采樣氣體流量波動(dòng)對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果造成的不利影響，保證測(cè)量精度。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，包括以下步驟:
對(duì)氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置；
檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；
判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若否，調(diào)節(jié)比例閥開(kāi)口大
小;
對(duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。[0006]進(jìn)一步的，判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若是，對(duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。
[0007]進(jìn)一步的，判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若是，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。
[0008]進(jìn)一步的，增大氣泵的工作功率之后、返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟之前還包括:判定氣泵當(dāng)前功率是否大于預(yù)設(shè)的功率閾值，若否則返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若是，氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作。
[0009]更進(jìn)一步的，所述氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作之前還包括:判定氣泵工作時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值；若否，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟，若是，氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作。
[0010]一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，包括:依次連接的進(jìn)氣口，氣泵及排氣口 ；所述進(jìn)氣口與氣泵之間設(shè)置有流量檢測(cè)模塊、比例閥；還包括分別與流量檢測(cè)模塊、比例閥及氣泵數(shù)據(jù)連接的控制模塊；
所述流量檢測(cè)模塊用于檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；
所述控制模塊用于對(duì)流量檢測(cè)模塊、比例閥及氣泵進(jìn)行初始化設(shè)置，并判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若否，調(diào)節(jié)比例閥開(kāi)口大?。粚?duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值。
`[0011]進(jìn)一步的，所述比例閥設(shè)置在流量檢測(cè)模塊與氣泵之間。
[0012]進(jìn)一步的，所述流量檢測(cè)模塊為流量傳感器或差壓傳感器。
[0013]更進(jìn)一步的，該裝置還包括設(shè)置在進(jìn)氣口、流量檢測(cè)模塊之間的氣體檢測(cè)模塊，所述氣體檢測(cè)模塊用于檢測(cè)氣體的濃度。
[0014]本發(fā)明提供的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法及裝置，該方法和裝置通過(guò)比例閥控制結(jié)合氣泵抽氣控制，利用了比例閥開(kāi)口大小控制時(shí)無(wú)機(jī)械沖擊現(xiàn)象以及比例閥控制響應(yīng)速度快和連續(xù)控制時(shí)實(shí)現(xiàn)流量的無(wú)極調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，大大克服了單獨(dú)氣泵流量控制時(shí)的氣泵機(jī)械振動(dòng)以及相應(yīng)的流量波動(dòng)對(duì)后續(xù)測(cè)量精度造成的不利影響，特別是在小流量或者微流量的情況下，流量波動(dòng)對(duì)氣體檢測(cè)的不利影響非常明顯，并且沒(méi)有有效的措施得到解決，使用該方法和裝置的作用和意義就更加重要。另一方面，該方法和裝置利用比例閥和氣泵相互協(xié)調(diào)工作，主要通過(guò)控制比例閥來(lái)保證穩(wěn)定的流量，保證采樣氣體流量在非常穩(wěn)定的工作范圍，從而大大減小了采樣氣體流量波動(dòng)對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果造成的不利影響，保證測(cè)量精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了易于說(shuō)明，本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。[0016]圖1為本發(fā)明一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置一個(gè)實(shí)施例示意圖； 圖2為本發(fā)明一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置另一個(gè)實(shí)施例示意圖；
圖3為本發(fā)明一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法流程圖；
圖4為本發(fā)明一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法具體實(shí)施例的流程圖；
圖5為本發(fā)明一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法另一個(gè)具體實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，主要包括:依次連接的進(jìn)氣口 101、流量檢測(cè)模塊103、比例閥104、氣泵105及排氣口 107，還包括分別與流量檢測(cè)模塊103、比例閥104及氣泵105數(shù)據(jù)連接的控制模塊106。
[0019]其中，流量檢測(cè)模塊103用于檢測(cè)采樣氣路中的當(dāng)前實(shí)際流量值，這里的流量檢測(cè)技術(shù)可以通過(guò)流量傳感器或者差壓傳感器實(shí)現(xiàn)，即根據(jù)流量傳感器或者差壓傳感器采集到的AD值與氣路流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到當(dāng)前氣路的實(shí)際流量值。流量檢測(cè)模塊103可以在整個(gè)氣路中按照進(jìn)氣口 101到排氣口 107的方向上位于采樣氣路中的其它位置，但不宜直接和氣泵105相連，避免氣泵105振蕩的影響。
[0020]比例閥104和流量檢測(cè)模塊103相連，用于控制采樣氣路流量的大小。比例閥104是閥內(nèi)電磁鐵對(duì)外界輸入的電`壓信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例的元件。閥芯位移可以以機(jī)械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。比例閥104的組合形式種類多樣，可以使用電氣及計(jì)算機(jī)控制，控制精度非常高。這里主要是通過(guò)閉環(huán)反饋控制算法調(diào)節(jié)比例閥104的閥口尺寸以得到穩(wěn)定的目標(biāo)流量。該閉環(huán)反饋控制算法可采用PID控制、智能算法等閉環(huán)算法。
[0021]氣泵105和比例閥104相連，用于對(duì)采樣氣路抽氣，氣泵105 —般最好放在整個(gè)采樣氣路的后端，以減少對(duì)前端氣體測(cè)量的影響。排氣口 107和氣泵105相連。控制模塊106和流量檢測(cè)模塊103、比例閥104、氣泵105相連，用于控制整個(gè)氣體的采樣過(guò)程。
[0022]進(jìn)一步的，如圖2所示，在進(jìn)氣口 101、流量檢測(cè)模塊103之間設(shè)置有氣體檢測(cè)模塊102，氣體從進(jìn)氣口 101進(jìn)入氣體檢測(cè)模塊102。氣體檢測(cè)模塊102是直接進(jìn)行氣體檢測(cè)的裝置，現(xiàn)在最常用的氣體檢測(cè)技術(shù)即非擴(kuò)散紅外光檢測(cè)技術(shù)，它主要包括紅外光源和接收紅外光信號(hào)的紅外光傳感器，紅外光技術(shù)測(cè)量氣體主要是根據(jù)被檢測(cè)氣體能夠吸收特定波長(zhǎng)的紅外光，我們就可以根據(jù)被檢測(cè)氣體和特定波長(zhǎng)的紅外光的這種相對(duì)應(yīng)的吸收關(guān)系來(lái)檢測(cè)氣體的濃度。為了避免后端氣泵105機(jī)械振動(dòng)的影響和減少測(cè)量的延時(shí)，氣體檢測(cè)模塊102 —般處于整個(gè)氣路的前端。
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D3，本發(fā)明的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，該方法主要步驟包含如下:
201、開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置。這里可以對(duì)氣泵105的驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行初始化，而氣泵105的初始化驅(qū)動(dòng)功率可以根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值進(jìn)行設(shè)置，這里預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值為50-250ml/min，不需要很精確設(shè)置驅(qū)動(dòng)功率，因?yàn)榱髁康木_控制是靠比例閥104的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)還可以進(jìn)行其它的一些初始化工作，比如對(duì)流量檢測(cè)模塊103、比例閥104等進(jìn)行初始化。
[0024]、流量檢測(cè)模塊103檢測(cè)當(dāng)前氣路的流量，可以通過(guò)流量傳感器或者差壓傳感器進(jìn)行采集檢測(cè)，主要用于氣路采樣流量的實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)。
[0025]、由202步驟獲得的當(dāng)前氣路流量值，根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值判斷當(dāng)前流量值是否達(dá)到目標(biāo)流量值，若否，則進(jìn)入步驟204。
[0026]、調(diào)節(jié)比例閥104開(kāi)口大小，控制模塊106106控制比例閥104，通過(guò)控制比例閥104的開(kāi)口大小使氣體采樣流量穩(wěn)定在目標(biāo)流量值內(nèi)，這里主要是通過(guò)閉環(huán)反饋控制算法調(diào)節(jié)比例閥104的閥口尺寸以得到穩(wěn)定的目標(biāo)流量。該控制算法可采用PID控制、智能算法等閉環(huán)算法。本實(shí)施例中采用PID閉環(huán)控制算法，根據(jù)203計(jì)算的誤差值，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)節(jié)PID控制系數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。這里通過(guò)控制比例閥104開(kāi)口尺寸大小來(lái)控制氣體采樣流量，無(wú)機(jī)械沖擊現(xiàn)象，大大改善了流量的振蕩。并且比例閥104響應(yīng)速度快，控制精度高，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)流量的無(wú)極調(diào)節(jié)。特別是呼吸監(jiān)護(hù)在向小流量采樣或者微流量采樣情況下，靠氣泵105控制的流量波動(dòng)的影響非常明顯且沒(méi)有比較有效的措施解決，而通過(guò)比例閥104控制就能實(shí)現(xiàn)非常穩(wěn)定的氣體采樣，從而保證氣體檢測(cè)的精度。
[0027]、比例閥104閥開(kāi)口值判斷過(guò)程，通過(guò)閥開(kāi)口值判斷來(lái)控制氣泵105工作。
[0028]、如果閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的閥開(kāi)口閾值下限，則進(jìn)入208步驟控制模塊106減小氣泵105的工作功率。
[0029]、如果閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的閥開(kāi)口閾值下限，則進(jìn)入209步驟控制模塊106增大氣泵105的工作功率。
[0030]、如果閥開(kāi)口值處于正`常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，則進(jìn)入202步驟繼續(xù)進(jìn)行流量控制。
[0031]這里比例閥104的開(kāi)口閾值設(shè)置了閾值上限和閾值下限兩個(gè)閾值用于氣泵105控制，閾值上限和閾值下限的設(shè)定可以根據(jù)比例閥104的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中設(shè)置當(dāng)比例閥104開(kāi)口達(dá)到最大開(kāi)口的80%時(shí)設(shè)置為閾值上限，而當(dāng)比例閥104開(kāi)口下降到最大開(kāi)口的20%時(shí)設(shè)置為閾值下限，當(dāng)然這里比例閥104的閾值設(shè)置也可以采用其它的方式。這里通過(guò)比例閥104閥開(kāi)口值判斷，進(jìn)而控制氣泵105工作，在需要時(shí)啟動(dòng)氣泵105控制，達(dá)到一定條件時(shí)可以停止氣泵105工作，氣泵105則處于間歇式工作狀態(tài)，可以很好的提高氣泵105的工作壽命。
[0032]、控制模塊106減小氣泵105的工作功率。執(zhí)行完氣泵控制，然后回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。
[0033]、控制模塊106增大氣泵105的工作功率。執(zhí)行完氣泵控制，然后回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。這里氣泵105只是完成抽氣功能，氣泵105的控制只需要進(jìn)行粗略的控制，保證其基本處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并且不需要對(duì)氣泵105進(jìn)行連續(xù)的控制，只是在比例閥104閥開(kāi)口值判斷后按照需要進(jìn)行控制。通過(guò)以上比例閥104和氣泵105的聯(lián)合調(diào)解與控制，就可以實(shí)現(xiàn)氣體采樣流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和穩(wěn)定目標(biāo)流量值的控制。
[0034]其中，如圖4所示，步驟203中根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值判斷當(dāng)前流量值是否達(dá)到目標(biāo)值，若是，則進(jìn)入步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。
[0035]圖5給出了本發(fā)明的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法另一個(gè)實(shí)施例的流程圖，主要步驟包含如下:
201、開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置。這里可以對(duì)氣泵105的驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行初始化，而氣泵105的初始化驅(qū)動(dòng)功率可以根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值進(jìn)行設(shè)置，這里預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值為50-250ml/min，不需要很精確設(shè)置驅(qū)動(dòng)功率，因?yàn)榱髁康木_控制是靠比例閥104的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)還可以進(jìn)行其它的一些初始化工作，比如對(duì)流量檢測(cè)模塊103、比例閥104等進(jìn)行初始化。
[0036]、流量檢測(cè)模塊103檢測(cè)當(dāng)前氣路的流量，可以通過(guò)流量傳感器或者差壓傳感器進(jìn)行采集檢測(cè)，主要用于氣路采樣流量的實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)。
[0037]為了保證比例閥104在整個(gè)控制過(guò)程中都不會(huì)出現(xiàn)被損壞現(xiàn)象，進(jìn)而避免流量控制失敗對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的氣體測(cè)量的不利影響。就必須保證比例閥104在整個(gè)控制過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)口過(guò)大或者超最大值的情況。因而對(duì)步驟203進(jìn)行了改進(jìn)，即當(dāng)流量達(dá)到目標(biāo)流量值時(shí)也進(jìn)行比例閥104的閥開(kāi)口值判斷過(guò)程，保證比例閥104在合理工作范圍內(nèi)，最終避免氣體檢測(cè)給出錯(cuò)誤的結(jié)果。
[0038]、由202步驟獲得的當(dāng)前氣路流量值，根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值判斷當(dāng)前流量值是否達(dá)到目標(biāo)流量值，達(dá)到目標(biāo)流量值則直接進(jìn)入步驟205進(jìn)行閥開(kāi)口值判斷，否則進(jìn)入步驟 204。
[0039]、調(diào)節(jié)比例閥104開(kāi)口大小，控制模塊106106控制比例閥104，通過(guò)控制比例閥104的開(kāi)口大小使氣體采樣流量穩(wěn)定在目標(biāo)流量值內(nèi)，這里主要是通過(guò)閉環(huán)反饋控制算法調(diào)節(jié)比例閥104的閥口尺寸以得到穩(wěn)定的目標(biāo)流量。該控制算法可采用PID控制、智能算法等閉環(huán)算法。本實(shí)施例中采用PID閉環(huán)控制算法，根據(jù)203計(jì)算的誤差值，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)節(jié)PID控制系數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。這里通過(guò)控制比例閥104開(kāi)口尺寸大小來(lái)控制氣體采樣流量，無(wú)機(jī)械沖擊現(xiàn)象，大大改善了流量的振蕩。并且比例閥104響應(yīng)速度快，控制精度高，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)流`量的無(wú)極調(diào)節(jié)。特別是呼吸監(jiān)護(hù)在向小流量采樣或者微流量采樣情況下，靠氣泵105控制的流量波動(dòng)的影響非常明顯且沒(méi)有比較有效的措施解決，而通過(guò)比例閥104控制就能實(shí)現(xiàn)非常穩(wěn)定的氣體采樣，從而保證氣體檢測(cè)的精度。
[0040]、比例閥104閥開(kāi)口值判斷過(guò)程，通過(guò)閥開(kāi)口值判斷來(lái)控制氣泵105工作。
[0041]、如果閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的閥開(kāi)口閾值下限，則進(jìn)入208步驟控制模塊106減小氣泵105的工作功率。
[0042]、如果閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的閥開(kāi)口閾值下限，則進(jìn)入209步驟控制模塊106增大氣泵105的工作功率。
[0043]、如果閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，則進(jìn)入202步驟繼續(xù)進(jìn)行流量控制。
[0044]這里比例閥104的開(kāi)口閾值設(shè)置了閾值上限和閾值下限兩個(gè)閾值用于氣泵105控制，閾值上限和閾值下限的設(shè)定可以根據(jù)比例閥104的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中設(shè)置當(dāng)比例閥104開(kāi)口達(dá)到最大開(kāi)口的80%時(shí)設(shè)置為閾值上限，而當(dāng)比例閥104開(kāi)口下降到最大開(kāi)口的20%時(shí)設(shè)置為閾值下限，當(dāng)然這里比例閥104的閾值設(shè)置也可以采用其它的方式。這里通過(guò)比例閥104閥開(kāi)口值判斷，進(jìn)而控制氣泵105工作，在需要時(shí)啟動(dòng)氣泵105控制，達(dá)到一定條件時(shí)可以停止氣泵105工作，氣泵105則處于間歇式工作狀態(tài)，可以很好的提高氣泵105的工作壽命。
[0045]、控制模塊106減小氣泵105的工作功率。執(zhí)行完氣泵控制，然后回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。
[0046]、控制模塊106增大氣泵105的工作功率。執(zhí)行完氣泵控制，然后回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。這里氣泵105只是完成抽氣功能，氣泵105的控制只需要進(jìn)行粗略的控制，保證其基本處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并且不需要對(duì)氣泵105進(jìn)行連續(xù)的控制，只是在比例閥104閥開(kāi)口值判斷后按照需要進(jìn)行控制。通過(guò)以上比例閥104和氣泵105的聯(lián)合調(diào)解與控制，就可以實(shí)現(xiàn)氣體采樣流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和穩(wěn)定目標(biāo)流量值的控制。
[0047]進(jìn)一步的，為了避免氣泵105的抽氣能力不足或者其它原因造成的整個(gè)氣路采樣流量控制失敗對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的氣體測(cè)量造成不利影響，如圖4及圖5所示兩種實(shí)施例的流程中，在控制氣泵105開(kāi)始工作后增加了氣泵105控制參數(shù)閾值的判定過(guò)程。
[0048]、根據(jù)預(yù)先設(shè)置的氣泵105的控制參數(shù)閾值進(jìn)行氣泵105控制參數(shù)閾值判斷過(guò)程。如果超過(guò)氣泵105的控制參數(shù)閾值，則進(jìn)入步驟212進(jìn)行是否超預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值的判斷，也可以直接進(jìn)入步驟213，氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作。否則回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。這里的氣泵105的控制參數(shù)閾值可以根據(jù)氣泵105的實(shí)際最大驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行設(shè)置，即該判定過(guò)程為氣泵105當(dāng)前功率是否大于預(yù)設(shè)的功率閾值。
[0049]、在步驟211判斷氣泵105控制參數(shù)超閾值后，進(jìn)行時(shí)間閾值的判斷，如果氣泵105工作時(shí)間超預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值，則進(jìn)入步驟213進(jìn)行報(bào)警，否則回到步驟202繼續(xù)進(jìn)行流量控制。這里的時(shí)間閾值主要是氣泵105控制參數(shù)超閾值的時(shí)間，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。
[0050]、在步驟212判斷超時(shí)間閾值后，進(jìn)行報(bào)警，系統(tǒng)停止工作。這里的報(bào)警信息主要包括氣泵105抽氣能力不足，達(dá)不到目標(biāo)流量，系統(tǒng)需要停止工作。這樣就能避免流量控制失敗時(shí)沒(méi)有及時(shí)的提示信息或者報(bào)警信息，造成氣體檢測(cè)給出錯(cuò)誤的結(jié)果。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改`、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，其特征在于，包括以下步驟: 對(duì)氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置； 檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值； 判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若否，調(diào)節(jié)比例閥開(kāi)口大小; 對(duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，其特征在于，判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若是，對(duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，其特征在于，判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若是，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，其特征在于，增大氣泵的工作功率之后、返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟之前還包括:判定氣泵當(dāng)前功率是否大于預(yù)設(shè)的功率閾值，若否則返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟；若是，氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的方法，其特征在于，所述氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作之前還包括:判定氣泵工作時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值；若否，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值步驟，若是，氣體采樣氣路系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸出，并停止工作。
6.一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，其特征在于，包括:依次連接的進(jìn)氣口，氣泵及排氣口 ；所述進(jìn)氣口與氣泵之間設(shè)置有流量檢測(cè)模塊、比例閥；還包括分別與流量檢測(cè)模塊、比例閥及氣泵數(shù)據(jù)連接的控制模塊； 所述流量檢測(cè)模塊用于檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值； 所述控制模塊用于對(duì)流量檢測(cè)模塊、比例閥及氣泵進(jìn)行初始化設(shè)置，并判定氣體采樣氣路的流量值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量值，若否，調(diào)節(jié)比例閥開(kāi)口大小；對(duì)調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值進(jìn)行判斷，若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值處于正常的開(kāi)口閾值范圍內(nèi)，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值小于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值下限，減小氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值；若調(diào)節(jié)后的比例閥開(kāi)口值大于預(yù)設(shè)的開(kāi)口閾值上限，增大氣泵的工作功率，返回檢測(cè)氣體采樣氣路的流量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，其特征在于，所述比例閥設(shè)置在流量檢測(cè)模塊與氣泵之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，其特征在于，所述流量檢測(cè)模塊為流量傳感器或差壓傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于穩(wěn)定呼吸監(jiān)護(hù)中采樣氣體流量的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)置在進(jìn)氣口、流 量檢測(cè)模塊之間的氣體檢測(cè)模塊，所述氣體檢測(cè)模塊用于檢測(cè)氣體的濃度。
【文檔編號(hào)】A61B5/08GK103800012SQ201410012992
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】李太龍, 陳璐, 朱振營(yíng) 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司