本實(shí)用新型涉及肺式供氧設(shè)備領(lǐng)域，具體的說，是一種跟隨呼吸供氧裝置的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一種跟隨呼吸供氧裝置的控制系統(tǒng)，主要用于航空供氧系統(tǒng)中的供氧調(diào)節(jié)器，供氧調(diào)節(jié)器可根據(jù)用氧人不同的呼吸深度和呼吸頻率自動調(diào)節(jié)供氧量。氧氣調(diào)節(jié)器按一定規(guī)律自動調(diào)節(jié)輸出氣的壓力和流量，以滿足人體呼吸的生理需要。按供氧方式氧氣調(diào)節(jié)器分為連續(xù)式、肺式和加壓式三種。連續(xù)式氧氣調(diào)節(jié)器向氧氣面罩連續(xù)供氧，并能隨著外界氣壓的降低相應(yīng)增大供氧量。肺式供氧調(diào)節(jié)器在飛行員吸氣時供氧，呼氣時停止供氧，可節(jié)省用氧量，廣泛應(yīng)用于飛行員個體供氧系統(tǒng)。加壓供氧調(diào)節(jié)器用于12公里以上高空飛行的軍用飛機(jī)的飛行員個體供氧系統(tǒng)。

目前，肺式供氧通常采用機(jī)械氣動式結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，特點(diǎn)是在使用者吸氣時供氧，呼氣時斷氧。雖然改善了氧氣利用率，但仍存在呼吸流阻大，呼吸費(fèi)力等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計出一種跟隨呼吸供氧裝置的控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用電控技術(shù)自動實(shí)現(xiàn)供氧功能，具有自動化程度高，用氧感受好，靈敏度高反應(yīng)快，氧氣利用率高的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)呼吸深度跟隨和呼吸頻率跟隨。

本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：包括與供氧面罩通過氣管連接的供氧調(diào)節(jié)器，依次連接的呼吸節(jié)律傳感器、微控制器和閥門， 閥門設(shè)置在氣管上，呼吸節(jié)律傳感器與氣管連通；閥門連接在供氧面罩的氣管上控制供氧的通斷或供氧的流量，呼吸節(jié)律傳感器能夠采集與供氧面罩連接的氣管內(nèi)的差壓值以判斷系統(tǒng)所處的狀態(tài)。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述微控制器設(shè)置有定時器；定時器集成在微控制器上，使微控制器能夠記錄使用者的呼吸周期情況，實(shí)現(xiàn)自動控制閥門的開閉時長和間隔。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述呼吸節(jié)律傳感器為微差壓傳感器；微差壓傳感器對使用者的呼吸信號分辨率高，可以識別人體微小的呼吸信號，能夠使微控制器及時快速準(zhǔn)確的控制閥門的開閉，改善了人體呼吸的感官體驗(yàn)。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述微差壓傳感器包括依次連接的壓力采集單元、壓差處理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元和信號輸出單元；更進(jìn)一步的，壓力采集單元、壓差處理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元和信號輸出單元集成在同一芯片上。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥門為電動閥，微控制器的信號輸出端與電動閥的信號輸入端連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥門為電磁閥，微控制器的信號輸出端與電磁閥的信號輸入端連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述電磁閥為比例閥。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥門與微控制器之間連接有D/A轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）本實(shí)用新型中，采用了節(jié)律傳感器來采集使用者的呼吸信號，微控制器控制閥門的開啟及開度，實(shí)現(xiàn)了供氧功能的自動控制，讓使用者在呼氣或吸氣時能夠自動關(guān)閉或打開閥門，提高了氧氣的利用率的同時也讓使用者呼氣時閥門能及時關(guān)閉以減小氣流阻力或在吸氣時及時開啟閥門供氧，改善了用氧感受，靈敏度高，反應(yīng)快，提高了氧氣利用率；

（2）本實(shí)用新型中，微控制器通過呼吸節(jié)律傳感器采樣供氧面罩內(nèi)的差壓值，判斷使用者的呼吸狀態(tài)，自動控制調(diào)節(jié)閥門的開閉狀態(tài)以改變進(jìn)氧量的大小，實(shí)現(xiàn)了隨用氧人呼吸深度自動調(diào)節(jié)供氧量的功能，保持氧氣面罩內(nèi)的壓力恒定，提高使用者的用氧感受；

（3）本實(shí)用新型中，微控制器中自帶定時器功能，能夠記錄使用者的呼吸周期，自動控制進(jìn)氧量的時間長短，實(shí)現(xiàn)了隨使用者呼吸頻率變化的功能，提高了氧氣的利用率，同時改善了使用者的用氧感受。

附圖說明

圖1為一種跟隨呼吸供氧裝置的控制系統(tǒng)的模塊框圖；

圖2為人體呼吸特性曲線圖；

其中，1-呼吸節(jié)律傳感器，2-微控制器，3-閥門。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

一種跟隨呼吸供氧裝置的控制系統(tǒng)，具有自動化程度高，用氧感受好，靈敏度高反應(yīng)快，氧氣利用率高的優(yōu)點(diǎn)，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu)：包括與供氧面罩通過氣管連接的供氧調(diào)節(jié)器，依次連接的呼吸節(jié)律傳感器1、微控制器2和閥門3，其中，呼吸節(jié)律傳感器1設(shè)置在供氧調(diào)節(jié)器內(nèi)，閥門3連接在供氧面罩的進(jìn)氣管上控制供氧的通斷或供氧的流量，呼吸節(jié)律傳感器1的探頭設(shè)置在閥門3與呼吸面罩之間的氣管內(nèi)并能夠測量氣管內(nèi)的差壓值以判斷系統(tǒng)所處的狀態(tài)，呼吸節(jié)律傳感器1的信號輸出端與微控制器2的信號輸入端連接，微控制器2與閥門3連接控制閥門3的開閉；在常壓狀態(tài)下或沒使用氧氣面罩時呼吸節(jié)律傳感器1的壓力變化量P=0，當(dāng)為吸氣狀態(tài)時，即供氧面罩內(nèi)壓力降低即P﹤0，呼吸節(jié)律傳感器1將采集的壓力變?yōu)殡娦盘杺鬏斀o微控制器2，微控制器2控制閥門3開啟向供氧面罩內(nèi)供氧；當(dāng)為呼氣狀態(tài)時即P﹥0，微控制器2控制閥門3關(guān)閉，從而切斷氧氣向面罩內(nèi)供氧，達(dá)到了呼氣斷氧的目的；用氧人將供氧面罩摘下后，呼吸節(jié)律傳感器1感受不到呼吸信號即感受不到壓力變化量P=0，閥門3處于關(guān)斷狀態(tài)，氧氣輸出自動切斷；呼吸節(jié)律傳感器1采用微差壓技術(shù)，提高呼吸分辨率，可以識別人體微小的呼吸信號，改善了人體呼吸的感受，提高了體驗(yàn)感受。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述微控制器2設(shè)置有定時器，定時器集成在微控制器上，使微控制器2能夠記錄使用者的呼吸情況，實(shí)現(xiàn)自動控制閥門的開閉時長和間隔。如圖2所示，人體呼吸特性曲線類似于正弦波，從圖中可看出，一個呼吸周期T內(nèi)，吸氣時間近似等于呼氣時間，各占呼吸周期的一半。當(dāng)使用者戴上供氧面罩開始呼吸時，定時器接受來自呼吸節(jié)律傳感器1的信號并開始計時，直到下一個呼吸時讀取定時器的值，得到使用者的呼吸周期T；其中，T值越大，表明呼吸周期越長，呼吸頻率越慢，微控制器2控制閥門3開啟的時間越長即供氧的時間越長，反之，呼吸周期越短，呼吸頻率越快，供給的氧氣時間越短；因此，實(shí)現(xiàn)了隨呼吸頻率自動供氧的功能，即實(shí)現(xiàn)了呼吸頻率跟隨功能。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述呼吸節(jié)律傳感器1為微差壓傳感器，微差壓傳感器包括依次連接的壓力采集單元、壓差處理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元和信號輸出單元，其中，壓力采集單元、壓差處理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元和信號輸出單元集成在同一芯片上。微差壓傳感器對使用者的呼吸信號分辨率高，可以識別人體微小的呼吸信號，能夠使微控制器及時快速準(zhǔn)確的控制閥門的開閉，改善了人體呼吸的感官體驗(yàn)。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥門3為電動閥，微控制器2的信號輸出端與電動閥的信號輸入端連接，其中，閥門3與微控制器之間連接有D/A轉(zhuǎn)換器；采用電動閥使控制系統(tǒng)能夠控制氧氣向供氧面罩內(nèi)供氧時的流量大?。划?dāng)為吸氣狀態(tài)時，即供氧面罩內(nèi)壓力降低即P﹤0，呼吸節(jié)律傳感器1將采集的壓力變?yōu)殡娦盘杺鬏斀o微控制器2，微控制器2由供氧面罩內(nèi)壓力的變化量P確定使用者的呼吸深度信號，微控制器2控制閥門3開啟向供氧面罩內(nèi)供氧，若|P|值越大，表明使用者呼吸的深度越深，則微控制器2控制閥門3的開度也越大，使供給的氧流量越大，反之則供給的氧流量越小，從而實(shí)現(xiàn)了呼吸跟隨的功能；當(dāng)為呼氣狀態(tài)時即P﹥0，微控制器2關(guān)閉閥門3，從而切斷氧氣輸出，達(dá)到了呼氣斷氧的目的。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥門3為比例閥，微控制器2的信號輸出端與比例閥的信號輸入端連接，其中，閥門3與微控制器之間連接有D/A轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)以上實(shí)施例，本實(shí)用新型通過微控制器2、呼吸節(jié)律傳感器1和閥門3，實(shí)現(xiàn)了隨用氧人呼吸深度和呼吸頻率變化自動調(diào)節(jié)供氧量的功能。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。