专利名称：可控型数字氧气流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体流量计，特别是用于医疗领域内的氧气流量的计量。
背景技术：
随着医疗科学的发展，氧疗在医疗上已得到广泛应用，氧医学作为现代医学中的一门新兴的综合性边缘学科，已被广泛应用于临床、监护室、急诊科中，氧疗作为一种特殊的治疗手段，已成为医疗领域的一个重要组成部分。医院常用的氧气流量计，是国家和军队强制检定的医疗设备，其质量状况越来越受到人们的关注。目前医院提供的吸氧方式主要有两种一种是只带流量计潮化瓶的吸入器；另一种是医疗行业常用的浮标式氧气吸入器，由于他们都缺少必要的定量计算手段，医护人员只能通过粗略观察来确定单位流量，同时也缺乏实时的时间记录，甚至在缺氧情况下也当做是吸氧时间。由于缺乏一个准确有效的测量办法，并且医用氧气的收费仍沿用过去的计时收费方式，这种既不准确也不科学的测量方式，常常在医患之间由于计量和收费问题而产生误会和矛盾。中国专利CN03284742. 4公开了一种医用氧气流量计量器，包括一个带有调节阀的入气口和一个密封气室，在密封气室内放置有压力传感器，压力传感器通过A/D转换器与一个单片机连接，单片机的输出端连接一个显示器，在密封气室壁上设有限流孔作为氧气的输出端，压力传感器与A/D转换器之间设有锁紧环。虽然该专利解决了对氧气的流量计量问题，一定程度上减少了病人和医院之间由于计量不准确而引发的争议。但是仍存在以下几个缺点1)计量误差较大；幻只能实行单次的流量检测和记录，不能进行累积多次的流量计量及吸氧时间记录；3)不能进行间断性输氧，缺乏方便性；4)输氧完毕后不能自动关闭开关阀，导致过量输氧力)输氧完毕不能自动报警等。因此，各临床用氧单位迫切需要一种既方便有效又安全的氧气计量器，准确测量病员吸氧量，一方面能减少医患之间的输氧纠纷，另一方面提高患者输氧时的舒适度和安全性。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能实现氧流量的实时检测与控制，能提高氧气流量计的精确性、科学性及安全性，减少医疗过氧损害等过失事故的氧气流量计
里器ο为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是可控型数字氧气流量计，包括与氧气浮标室连接的压力传感器，与压力传感器的输出端连接的A/D转换器，以及与A/D转换器输出端连接的单片机，单片机的输出端连接显示器，所述单片机的输入端连接设置有暂停按钮的键盘和电源模块，单片机的输出端经电机连接设置在低压输氧管道内的电机控制阀，所述电源模块与电机连接。本实用新型的工作原理如下所述首先，将可控型数字氧气流量计的压力传感器连接到氧气浮标室的出气口，将电机控制阀安装在低压输氧管道内。当需要输氧时，根据患者需要的单位时间需氧量和输氧时间，通过键盘输入到单片机内，将氧气瓶的阀门、减压阀打开，按下键盘的工作键，电机根据单片机的指令启动电机控制阀，将低压输氧管道打开，开始对患者输出氧气。此时压力传感器检测氧气浮标室的压力值，并经放大器将信号放大后，输出给A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输给单片机，单片机对当前氧流量值与设定输氧量进行对比，当二者相等时，单片机发出关闭电机信号，电机控制电机控制阀将低压输氧管道关闭， 停止输氧。当在输氧过程中，需要暂停输氧时，可按下键盘的暂停键，即可暂停输氧，此时单片机不再计数；当需要再次启动时，按确定键即可继续输氧，此时单片机在上次计数的基础上继续计数，直到整个输氧过程结束，氧疗结束后单片机对氧流量进行自动清零。本实用新型的改进在于所述压力传感器与A/D转换器之间设置有用于将信号放大的放大器。压力传感器采用恒流源供电方式，放大器对压力传感器输出的小信号进行无误差放大，然后输出给A/转换器。本实用新型所述电源模块的改进在于电源模块包括交流输入接口、可充电直流电池以及用于检测电池电量的检测模块，其工作模式为交直流切换供电。即当有外部220V 交流电输入时，采用交流电供电模式，并对可充电直流电池充电；当无外部电源时使用内部可充电直流电池供电，确保氧气流量计正常工作；电源检测模块用于实时检测电池电量，当电量低于预定电压值时，发送信号至单片机，单片机再控制报警器报警，通知更换电池。本实用新型的进一步改进在于氧气流量计还设置有与单片机连接的报警器。报警器有两个功能，其一，当需氧量与当前氧流量值相等，即输氧完毕时，报警器报警；其二， 当电源模块中电池的电量低于预定电压值时，进行报警。本实用新型的改进还在于氧气流量计还设置有与单片机连接的工作指示灯。工作指示灯用于指示氧气流量计的工作状态以及电源模块中电池的电量。本实用新型所述压力传感器的改进在于所述压力传感器上设置有与氧气浮标室连接的气体接口，所述气体接口与压力传感器之间设置有密封圈。所述显示器的改进在于显示器设置有工作状态显示区域、单位氧流量显示区域、 患者需氧量区域和当前输氧量显示区域。所述键盘的改进在于键盘上还设置有设定键、确定键、工作键和数字键，通过操作键盘的数字键键入患者单位时间需氧量和吸氧时间，确定需氧量无误后通过工作键开始供氧。当在输氧过程中发现需氧量有误时，可通过设定键重新输入需氧量，此过程不影响氧流量的计量。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步在于本实用新型结构简单、体积较小、显示直观、且测量精度高，能够实现定时定量吸氧，具有间断性计量，并在输氧过程结束后自动报警、停止供氧的功能，使用方便、安全系数较高，大大提高了系统的实用性和安全性，减轻了医院护理人员的工作强度，以及病人和陪护人员的精神压力，提高了工作效率和服务质量，最大限度地减少了医疗工作中出现的医患纠纷和医疗差错。本实用新型也可适用于家庭供氧或其他领域的气体流量的计量。本实用新型压力传感器与A/D转换器之间设置的放大器，可以对压力传感器输出的小信号进行无误差放大，使得采集的小信号转换为容易分辨的大信号，提高本实用新型的测量精度。电源模块设置为交直流切换供电的工作模式，即当有外部220V交流电输入时，采用交流电供电模式，并对可充电直流电池充电；当无外部电源时使用内部可充电直流电池供电，确保流量计量器正常工作；电源检测模块用于实时检测电池电量，当电量低于预定电压值时，报警器报警，通知更换电池，大大提高了本实用新型的使用效率。报警器的设置不仅能够对氧气流量进行报警，还能够对电源模块中充电电池的电量进行报警，大大提高了本实用新型的人性化，即使医护人员没有及时观察到，本实用新型也能够及时提醒，减轻了医护人员的工作压力。工作指示灯同样既可以表示流量计的工作状态，又可以表示电源模块中可充电电池的电量，同样具有提示作用。压力传感器气体接口与压力传感器之间设置的密封圈，可以充分保证整个输氧过程氧气的压力以及输氧管道的密封性能。显示器分区域设置，可以对所需知道的信息进行了直观明了的显示，从而减少医患纠纷。键盘上各种按键的设置，可以方便地进行输氧的启动、暂停和重置，使本实用新型的使用更加人性化。
图1 本实用新型的电气连接图；图2 本实用新型的应用示意图。其中1.高压氧气瓶，2.高压氧气瓶开关，3.减压阀，4.电机，5.电机控制阀， 6.出气口，7.氧气出口，8.潮化瓶，9.流量控制开关，10.浮标室，11.气体接口，12.压力传感器，13. A/D转换器，14.放大器，15.键盘，16.显示器，17.报警器，18.工作指示灯，19.单片机，20.电源模块。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作更进一步详细说明一种可控型数字氧气流量计，包括压力传感器12、放大器14、A/D转换器13、单片机19、显示器16、键盘15、电源模块20、报警器17、工作指示灯18、电机4以及电机控制阀5， 各部分间的电气连接关系如图1所示。压力传感器与氧气浮标室连接，用于测量浮标室内氧气的压力；压力传感器的输出端经过放大器连接的A/D转换器，放大器将压力传感器的传输的小信号无误差放大后传递给A/D转换器，进行模数转换；A/D转换器再将模拟信号传递给单片机。单片机的输入端分别连接键盘和电源模块，输出端连接报警器、工作指示灯、 电机和显示器，单片机根据键盘键入的信息，在电源模块的支持下，结合压力传感器测量的信号，经电机控制电机控制阀的启闭，实现输氧过程的启动和关闭；显示器可在单片机的指令下对所需显示的内容进行分区域显示。电源模块包括交流输入接口、可充电直流电池以及用于检测电池电量的检测模块，其工作模式为交直流切换供电。即当有外部220V交流电输入时，采用交流电供电模式， 并对可充电直流电池充电；当无外部电源时使用内部可充电直流电池供电，确保流量计量器正常工作；电源检测模块用于实时检测电池电量，当电量低于预定电压值时，发送信号至单片机，单片机再控制报警器报警，通知更换电池。报警器在单片机的控制下实现两个功能，其一，当设定需氧量与当前氧流量值相等时，报警器报警；其二，当电源模块中电池的电量较低时，进行报警。工作指示灯用于指示氧气流量计的工作状态以及电源模块中电池的电量。显示器设置有工作状态显示区域、单位氧流量显示区域、患者需氧量区域和当前输氧量显示区域。键盘上还设置有设定键、确定键、工作键、数字键和暂停键，通过操作键盘的数字键键入患者需氧量，确定需氧量无误后通过工作键开始供氧；在输氧过程中发现需氧量有误时，通过设定键重新输入需氧量，此过程不影响氧流量的计量；当在输氧过程中需要进行暂停时，按下暂停键即可进行输氧的暂停。本实用新型应用于医疗过程中的患者进行吸氧，其具体的连接关系如图2所示。 氧气流量计的电机控制阀5安装在低压输氧管道中，低压输氧管道的一端经过减压阀3连接高压氧气瓶1的输出端，高压氧气瓶的输出端设置有高压氧气瓶开关2 ；低压输氧管道的另一端连接带有浮标室10的潮化瓶8，浮标室与潮化瓶之间设置有流量控制开关9。浮标室的上部设置有出气口 6，出气口 6经管道与压力传感器12的气体接口 11连接，气体接口与压力传感器、以及出气口与浮标室之间均设置有密封垫，以保证氧气的压力。潮化瓶的上部设置有氧气出口 7，氧气经氧气出口 7输出给患者，供患者吸氧。工作原理如下所述首先，打开高压氧气瓶开关2，此时氧气经减压阀3减压后流进低压输氧管道，由于电机控制阀处于锁紧状态，没有氧气流进浮标室和潮化瓶，准备工作完成。当需要输氧时，根据患者需要的输氧量通过键盘的数字键输入到单片机内，此时显示器的患者需氧量区域显示出了所需的输氧量。按下键盘的工作键，工作指示灯闪亮，电机根据单片机的指令启动电机控制阀，将低压输氧管道打开，开始对患者输出氧气。此时压力传感器检测氧气浮标室的压力值，并经放大器将信号放大后，输出给A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输给单片机，单片机对当前氧流量值与需氧量进行对比，当二者相等时，单片机发出关闭电机信号以及报警器报警信号，电机控制电机控制阀将低压输氧管道关闭，停止输氧，报警器同时报警，提醒医护人员进行后续操作。输氧过程中，显示器的当前输氧量显示区域随机显示当前的输氧量。当然在输氧过程中可以调节流量控制开关，此时显示器上会相应显示单位氧流量。当在输氧过程中，需要暂停输氧时，可按下键盘的暂停键，输氧过程即可暂停，此时单片机不再计数；当需要再次启动时，按工作键即可继续输氧，此时单片机在上次计数的基础上继续计数，直到整个输氧过程结束。当然，在输氧过程中，如果发现需氧量有误时，可以通过设定键重新输入需氧量，此过程不影响氧流量的计量。
权利要求1.可控型数字氧气流量计，包括与氧气浮标室连接的压力传感器(12)，与压力传感器的输出端连接的A/D转换器(13)，以及与A/D转换器输出端连接的单片机(19)，单片机的输出端连接显示器(16)，其特征在于所述单片机的输入端连接设置有暂停按钮的键盘 (15)和电源模块(20)，单片机(19)的输出端经电机(4)连接设置在低压输氧管道内的电机控制阀(5)，所述电源模块与电机(4)连接。
2.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于所述压力传感器(12) 与A/D转换器(13)之间设置有用于将信号放大的放大器(14)。
3.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于所述电源模块00)包括交流输入接口、可充电直流电池以及用于检测电池电量的检测模块。
4.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于氧气流量计还设置有与单片机连接的报警器(17)。
5.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于氧气流量计还设置有与单片机连接的工作指示灯(18)。
6.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于所述压力传感器上设置有与氧气浮标室(10)连接的气体接口(11)，所述气体接口与压力传感器之间设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于所述显示器设置有工作状态显示区域、单位氧流量显示区域、患者需氧量区域和当前输氧量显示区域。
8.根据权利要求1所述的可控型数字氧气流量计，其特征在于所述键盘上还设置有设定键、确定键、工作键和数字键。
专利摘要本实用新型涉及一种可控型数字氧气流量计，特别适用于医疗或家庭供氧领域氧气流量的计量。本实用新型以单片机为核心，在电源模块的支持下，通过键盘输入患者单位时间需氧量和输氧时间，单片机根据键入信息驱动电机控制电机控制阀，打开低压输氧管道，压力传感器实时测量浮标密室气体的压力，经放大器后通过A/D转换器与单片机连接，单片机的输出端连接显示器、报警器等。本实用新型输液完毕后能够自动停止供氧并能自动报警，具有计量准确、操作简单，数字显示直观等特点，并且在输氧过程中能够对间断性输氧进行累积计量，使用方便、安全、舒适，既能减轻患者对输氧安全问题的心理负担，又可大大减少医患之间由于计量不准而引发的争议。
文档编号G01F1/34GK202002675SQ20112003675
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月11日 优先权日2011年2月11日
发明者任双军, 李桂霞, 黎阳升 申请人:石家庄诺利达医疗器械有限公司