一种吸氧调节器及其自动控制方法与流程

特别的，本发明涉及一种医疗过程中对病人进行吸氧操作时，能够自动调整氧气流量使之与患者吸氧需求相匹配的调节装置。

背景技术：

在疾病的治疗过程中，对患者进行吸氧操作是常见的治疗手段。但在进行吸氧操作的过程中，氧气流量的调整多是医务人员采用经验调整，一般在将氧气流量调节至一定水平后就很少再次调整。而患者氧气的供给量应与患者血液中的氧饱和度达到一定的匹配指标后才能达到最佳的治疗效果，尤其对一些慢性心肺疾病患者或手术中的患者，氧气吸入量的控制显得十分重要，过低或过高的吸氧量不但不利于患者的康复，并且有时候会危及患者的生命。因此，有必要提供一种能够与患者吸氧需求量相匹配的调节装置。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种结构合理、便于调整的吸氧调节器，并进而提供一种该吸氧调节器的自动控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种吸氧调节器，包括一密封腔体，该密封腔体包括顶盖、底盖及连接顶盖与底盖的圆形侧壁，其特征在于：还包括位于密封腔体轴线上的中心轴，所述的中心轴的一端固定在顶盖内侧，另一端由底盖穿出，中心轴可自由转动；在密封腔体的侧壁上设有进氧孔及出氧孔，进氧孔与出氧孔间隔180°设置；在密封腔内部还包括与密封腔侧壁贴紧的弧形调节板，弧形调节板与中心轴之间通过支撑辐条连接，中心轴转动时可带动弧形调节板在密封腔侧壁表面滑动，在弧形调节板的板面上设有三角形槽口。

进一步地，在中心轴伸出端周缘的底盖表面上设有流量刻度。

进一步地，所述弧形调节板的边缘及三角型槽口的边缘均设有密封条。

进一步地，还包括自动控制装置，所述的自动控制装置包括控制器、控制器上设有数据接口、设置在密封腔体内部的氧气浓度传感器、及调节电机，所述的调节电机、氧气浓度传感器与控制器电连接，中心轴通过调节电机驱动。

一种吸氧调节器的自动控制方法，该方法为将氧饱和度参数通过数据接口实时传送到控制器中，氧气浓度传感器的数据送入到控制器中，预先在控制器中存储最小氧气浓度值及最大氧气浓度值，将最小氧气浓度值与最大氧气浓度值分解呈N份，每份数值对应一调节电机的控制电压，同时在控制器中存储每份氧气浓度值对应的氧饱和度参数；当控制器读取氧饱和度参数后，通过对比选择出对应的氧气浓度值，并通过该氧气浓度值控制调节电机进行调整，调整完毕后，等待M秒后读取氧气浓度传感器的数值，并将该数值与前述调节时选择的氧气浓度值进行比较，利用两者的差值再次控制调节电机转动。

本发明的有益效果为：结构合理、能够准确控制氧气的吸入量，使之与患者血液内的氧饱和度参数匹配，有利于患者的康复，同时确保患者的生命安全。

附图说明

附图1为该吸氧调节器第一实施例的结构剖视图。

附图2为附图1中A-A向结构剖视图。

附图3为调节弧板的结构主视图。

附图4为调节弧板的右视图。

附图5为该吸氧调节器第二实施例的结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

如附图1所示，一种吸氧调节器，包括一密封腔体，该密封腔体包括顶盖1、底盖2及连接顶盖与底盖的圆形侧壁3，还包括位于密封腔体轴线上的中心轴4，中心轴4的一端通过轴承5固定在顶盖1内侧，另一端由底盖2穿出，该端与底盖2之间也通过轴承支撑固定，并且设有密封圈6以保证密封腔体的密封性，中心轴4可自由转动。

如附图2所示，在密封腔体的侧壁3上设有进氧孔7及出氧孔8，进氧孔7与出氧孔8间隔180°设置。

如附图1及附图2所示，在密封腔内部还包括与密封腔侧壁3贴紧的弧形调节板9，弧形调节板9的结构见附图3及附图4所示，在弧形调节板的表面设有三角型槽口10，弧形调节板9的弧半径与圆形侧壁3的内半径一致。如附图2所示，弧形调节板9与中心轴4之间通过支撑辐条11连接，中心轴4转动时可带动弧形调节板9在密封腔侧壁3表面滑动。

如附图2所示，弧形调节板9覆盖在进氧孔7上，弧形调节板9在滑动时，三角形槽口10与进氧孔7叠合，利用三角型槽口10宽度的变化控制进氧孔7进氧流量的变化调整。当然，三角型槽口10的最大宽度应小于或等于进氧孔7的直径。

为保证弧形调节板9与密封腔体侧壁3之间的密封性，如附图3及附图4所示，弧形调节板的边缘及三角型槽口的边缘均设有密封条12。

为保证出氧孔8的出氧量与患者血液内的氧饱和度相匹配，在中心轴伸出端周缘的底盖表面上设有流量刻度（附图中未示出），同时在中心轴伸出端上设有指针（附图中未示出）。该流量刻度的设置可根据出氧孔8的最大出氧量与最小出氧量的数值范围分成若干份，如20份，医护人员在进行调节时，根据患者血液内的氧饱和度数值选择合适的出氧量，根据出氧量的数值转动中心轴使中心轴伸出端上的指针与选择的出氧量数值对正即完成调节操作。

实施例2

尽管实施例1提供的吸氧调节器能够根据患者血液中的氧饱和度参数进行实时调节，但在某些特殊的治疗过程中，如手术过程中，医护人员需要不断地观察患者血液中的氧饱和度并进行吸氧量的调节，由此造成操作较为麻烦的技术问题，另外，实施例1提供的手动调节方式，流量刻度的设置与进氧压力等因素密切相关，当进氧压力发生变化时，无法保证出氧量与患者血液中的氧饱和度准确匹配。

基于上述问题，在实施例1所提供的吸氧调节器的基础上，本实施例增加自动控制装置，并进而提供一种自动控制的操作方法。

如附图5所示，在密封腔体的底部设有底座13，底座13内设有控制器14、调节电机15，控制器14上设有数据接口16，数据接口16的作用是将患者血液内的氧饱和度参数实时传送给控制器14，同时如附图2所示，在密封腔体内设有氧气浓度传感器17，氧气浓度传感器17设置在出氧孔8附近。调节电机15、氧气浓度传感器17与控制器14电连接，中心轴4通过调节电机15驱动（两者之间的驱动机械连接结构不做详细介绍），调节电机15优选步进电机。

氧气浓度传感器17选用深圳市矢量科技有限公司生产的KE-25型氧气浓度传感器，该传感器工作温度5-40℃，输出电压值10-15.5mv，响应时间14秒，可完全满足应用。

采用上述设置后，控制器可根据氧气浓度传感器17传送的数值与氧饱和度参数进行比较，从而控制调节电机转动，使出氧量达到与氧饱和度参数匹配。

但在该控制过程中存在突出的技术问题是，氧浓度传感器17的响应时间过慢，以上述KE-25氧气浓度传感器为例，其响应时间为14秒，即当氧气浓度发生变化后，氧气浓度传感器需要14秒的响应时间才能输出数值。因此根据氧气浓度传感器输出的参数进行出氧量的调整难以达到实时与氧饱和参数匹配的目的。尤其在氧饱和度参数发生突变时，由于氧浓度传感器的过慢响应时间造成难以准确调整。

为解决上述问题，本实施例中提供一种控制方法。该方法为：预先将密封腔体内的最大氧气浓度值及最小氧气浓度值存储到控制器中，分别标为Kmax及Kmin,将两者之间的数值范围平分为N份，如20分，将每份的数值分别存储到控制器中，记为K0、K1……K20，同时将氧饱和度的数值范围也平分为20份，每份的氧饱和度参数分别对应相应的氧气浓度值。即K0、K1……K20中的数值各自对应相应的氧饱和度数值。控制时，控制器读取氧饱和度参数，根据该参数选择对应的氧气浓度值，如对应的氧气浓度值为K8，将K8中存储的数据转化为调节电压的电压值对调节电机进行调整，调整完毕后，等待M秒，该M秒设定为氧气浓度传感器的响应时间，在本实施例中为14秒，然后控制器读取氧气浓度传感器的数值，将该数值标记为K21，比较K21与K8的差值，将该差值转化为调节电机的电压值再次对调节电机进行调节，从而使出氧量与氧饱和度达到准确匹配的目的。

采用上述控制方法主要解决氧气浓度传感器响应滞后的技术问题，当氧饱和度参数发生突变时，控制器先将出氧量调整到预先设定的数值上，使出氧量大体与氧饱和度参数匹配，防止出氧量不能即时相应氧饱和度参数的变化，出现出氧量过大或过小给患者带来危险的技术问题，但由于出氧孔一直处于贯通状态，该匹配并不能保证准确匹配，因此在出氧量与氧饱和度大体匹配后，再读取氧浓度传感器的数值进行精确调整，以保证出氧量与氧饱和参数精确匹配。