专利名称：便携式自动应急供氧仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供氧仪装置，特别是一直具有外部控制装置的供氧仪外部装置，在医学、家居、办公、运动领域应用于应急供氧自动化设备。
背景技术：
氧气对于人类来说是不可缺少的，大气标准氧浓度为20.9%，但随着空气质量的日益下滑，人类所处的城市室内及室 外环境总是会低于这个值，对人类的健康构成一定的威胁。当氧气浓度在199Γ20%的时候，因为不完全燃烧会增加空气中的一氧化碳，人容易感到烦闷；当氧气浓度低于18%，老人就有危险。尤其对于有呼吸疾病的老人，出现摔跤后，呼吸急促对氧气的需求量瞬时增大，若能够在此时及时给予一定氧气，将为老人缓解不适，争取到宝贵的抢救时间。最常见的是医院的大型供氧仪器，该仪器是满足大需求的氧气供应，另外办公室内出现了小型供氧设备氧吧，其结构简单，但需要外接电源来实现，不具有可携带性，至今没有便携式小型自动供氧仪的出现以实现人们对氧气的应急需求。随着传感器、单片机的日益发展和改进以及人们对生活、工作环境的要求日益提高，家居、办公室空气质量、运动过程中的氧气需求、老人临时性对氧气的迫切需求、便携式小型供氧设备需求等给传统的供氧设备带来新的挑战。传统的家居、办公室空气质量差，氧气浓度无法自动检测并保持一定的值，人们生活在缺氧的环境中身体会感到不适，人们运动过程中或登高到一定极限会急需小型便携式供氧仪，尤其是一些老人在突发事件中迫切需要及时性供氧。传统的供氧设备自动性不足、设备笨重，不适合于上述情况使用。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种便携式自动应急供氧仪，通过传感器和单片机的结合实现自动供氧，在环境氧气浓度实时检测模式和使用者运动速度变化实时感应模式，来应急启动供氧仪，为人们在登山及摔跤等紧急情况下提供氧气，以争取到最佳的治疗时间或缓解缺氧引起的不适。为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案:
一种便携式自动应急供氧仪，包括便携式的供氧设备和便携式的供氧设备开关控制系统，供氧设备开关控制系统由氧气浓度检测装置、加速度感应装置、单片机控制器和电池组成，氧气浓度检测装置为氧气传感器，氧气传感器的信号输出端与单片机控制器的信号输入端连接，通过氧气传感器检测当前环境的氧气浓度，加速度感应装置为加速度传感器，力口速度传感器的信号输出端与单片机控制器的信号输入端连接，通过加速度传感器检测供氧设备开关控制系统硬件的空间位置移动速度的变化，单片机控制器的指令信号输出端与供氧设备的开关驱动器的信号接收端连接，电池为供氧设备开关控制系统和供氧设备供电，当氧气传感器检测到氧气浓度信号后，将检测信号传递给单片机控制器，单片机控制器将收到的氧气浓度信号与氧气浓度设定参考值进行对比，若低于设定参考值，则单片机控制器向供氧设备的开关驱动器发送启动制氧命令信号，即实现对供氧设备的开启，或者当加速度传感器检测到供氧设备开关控制系统的加速度信号后，将检测信号传递给单片机控制器，单片机控制器将收到的加速度信号与加速度设定参考值进行对比，若高于设定参考值，则单片机控制器向供氧设备发送启动制氧命令信号，即实现对供氧设备的开启。本实施例通过氧气传感器检测当前环境的氧气浓度，并通过加速度传感器检测速度的变化，通过单片机控制器来实现对供氧设备的控制，当环境氧气浓度低于设定值即让供氧设备开启；另外当速度有剧烈变化，如仪器携带者出现摔跤时，加速度传感器检测到信号即给供氧设备一个开启信号，实现应急供氧。这种应急供氧设备能为独处摔跤老人提供及时的氧气供应，以争取到最重要的抢救时机。并且适用于登山爱好者佩戴，减缓和避免高原反应。作为本发明优选的技术方案，在单片机控制器和供氧设备的开关驱动器之间增加设置继电器，继电器根据输入量信号变化，控制对单片机控制器和供氧设备之间的电路开合动作。作为本发明进一步优选的技术方案，上述单片机控制器还外联一个四合一数码管，四合一数码管的信号接收端与单片机控制器的信号输出端信号连接，四合一数码管实时显示供氧设备开关控制系统的工作状态参数。作为本发明更进一步优选的技术方案，上述供氧设备开关控制系统封闭安装在一个设备盒子内，在设备盒子上设有供氧设备开关控制系统的电源开关，设备盒子通过圆形的卡环套在使用者的手臂上。上述加速度传感 器优选采用三轴加速度传感器。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明的供氧设备开关控制系统作为氧仪外部装置，通过环境氧气浓度实时检测模式和使用者运动速度变化实时感应模式，来应急启动供氧仪，结合设定参考值可调，启动的方式更加多样化，能适应在医学、家居、办公、运动领域广泛应用。2.本发明的供氧设备开关控制系统的各个电器元件可以通过主板进行集成，基于传感器和单片机使系统结构紧凑，电路连接简单，自动化程度高，体积小，便于携带，适应各种环境和场合下使用。
图1为本发明实施例一便携式自动应急供氧仪的原理框图。图2为本发明实施例一便携式自动应急供氧仪的供氧设备开关控制系统的电路图。图3为本发明实施例一的外置式供氧控制器的外部结构图。
具体实施例方式本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中，参见图1和图2，一种便携式自动应急供氧仪，包括便携式的供氧设备200和便携式的供氧设备开关控制系统100，供氧设备开关控制系统100由氧气浓度检测装置、加速度感应装置、单片机控制器103和电池105组成，氧气浓度检测装置为氧气传感器101,氧气传感器101的信号输出端与单片机控制器103的信号输入端连接,通过氧气传感器101检测当前环境的氧气浓度，加速度感应装置为加速度传感器102，加速度传感器102的信号输出端与单片机控制器103的信号输入端连接，通过加速度传感器102检测供氧设备开关控制系统100硬件的空间位置移动速度的变化，单片机控制器103的指令信号输出端与供氧设备200的开关驱动器的信号接收端连接，电池105为供氧设备开关控制系统100和供氧设备200供电，当氧气传感器101检测到氧气浓度信号后，将检测信号传递给单片机控制器103，单片机控制器103将收到的氧气浓度信号与氧气浓度设定参考值进行对比，若低于设定参考值，则单片机控制器103向供氧设备200的开关驱动器发送启动制氧命令信号，即实现对供氧设备200的开启，或者当加速度传感器102检测到供氧设备开关控制系统100的加速度信号后，将检测信号传递给单片机控制器103，单片机控制器103将收到的加速度信号与加速度设定参考值进行对比，若高于设定参考值，则单片机控制器103向供氧设备200发送启动制氧命令信号，即实现对供氧设备200的开启。供氧设备开关控制系统100启动后，数据经由氧气传感器101或加速度传感器102采集送给单片机控制器103，单片机控制器103对于两个接口接收的数据分别进行比对，当氧气传感器101获得的数据小于A=19%时，开启供氧设备200 ;当加速度传感器102测得的数据大于B=g时，开启供氧设备200 ;两个设定值A和B都可调，通过模式选择来实现，以适应不同场合的要求。具有仪器体积小、重量轻、价格低、使用方便、易于批量生产等显著优点，拓展了供氧仪的应用领域，可广泛用于家居、办公场所、体育、医学等众多领域。本实施例的便携式自动应急供氧仪的工作原理为:
当氧气传感器101检测到氧气浓度后，将信号传递给单片机控制器103，单片机控制器103将信号与设定的值进行对比，若低于设定值则打开供氧设备107。或者当加速度传感器102检测到装置的加速度后，将信号传递给单片机控制器103，单片机控制器103将信号与设定的值进行对比，若高于设定值则打开供氧设备107。在本实施例中，在上述单片机控制器103和供氧设备200的开关驱动器之间增加设置继电器106，继电器106根据输入量信号变化，控制对单片机控制器103和供氧设备200之间的电路开合动作。在自动供氧的电路中应`用继电器106，形成利用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，能实现弱电控制，实现电路开合的自动调节，实现电路的安全保护，并能进行电路的转换。在本实施例中，上述单片机控制器103还外联一个四合一数码管104，四合一数码管104的信号接收端与单片机控制器103的信号输出端信号连接，四合一数码管104实时显示供氧设备开关控制系统100的工作状态参数。单片机控制器103控制向数码管不同的管脚输入相对的电流，实现数字显示，向观测者和检修者提供设备工作信息，采用数码管价格便宜，适用于简单信息的显示。实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，参见图3，供氧设备开关控制系统100封闭安装在一个设备盒子内形成外置式供氧控制器，在设备盒子上设有供氧设备开关控制系统100的电源开关107，设备盒子通过圆形的卡环300套在使用者的手臂上，方便使用者携带和使用，使用后可直接从手臂上取下，并关机后保存，使用方便。
实施例三:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，加速度传感器102为三轴加速度传感器，三轴加速度传感器不仅体积小，而且耗电量低，从而有效延长电池的使用时间，特别适合在野外使用。上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明便携式自动应急供氧仪的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围 。
权利要求
1.一种便携式自动应急供氧仪，包括便携式的供氧设备(200)和便携式的供氧设备开关控制系统(100)，其特征在于:所述供氧设备开关控制系统(100)由氧气浓度检测装置、加速度感应装置、单片机控制器(103)和电池(105)组成，所述氧气浓度检测装置为氧气传感器(101)，所述氧气传感器(101)的信号输出端与所述单片机控制器(103)的信号输入端连接，通过所述氧气传感器(101)检测当前环境的氧气浓度，所述加速度感应装置为加速度传感器(102)，所述加速度传感器(102)的信号输出端与所述单片机控制器(103)的信号输入端连接，通过所述加速度传感器(102)检测供氧设备开关控制系统(100)硬件的空间位置移动速度的变化，所述单片机控制器(103)的指令信号输出端与所述供氧设备(200)的开关驱动器的信号接收端连接，所述电池(105)为供氧设备开关控制系统(100)和所述供氧设备(200)供电，当所述氧气传感器(101)检测到氧气浓度信号后，将检测信号传递给所述单片机控制器(103)，所述单片机控制器(103)将收到的氧气浓度信号与氧气浓度设定参考值进行对比，若低于设定参考值，则所述单片机控制器(103)向所述供氧设备(200)的开关驱动器发送启动制氧命令信号，即实现对所述供氧设备(200)的开启，或者当所述加速度传感器(102)检测到供氧设备开关控制系统(100)的加速度信号后，将检测信号传递给所述单片机控制器(103)，所述单片机控制器(103)将收到的加速度信号与加速度设定参考值进行对比，若高于设定参考值，则所述单片机控制器(103 )向所述供氧设备(200 )发送启动制氧命令信号，即实现对所述供氧设备(200 )的开启。
2.根据权利要求1 所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:在所述单片机控制器(103)和所述供氧设备(200)的开关驱动器之间增加设置继电器(106)，所述继电器(106)根据输入量信号变化，控制对所述单片机控制器(103)和所述供氧设备(200)之间的电路开合动作。
3.根据权利要求1或2所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述单片机控制器(103)还外联一个四合一数码管(104)，所述四合一数码管(104)的信号接收端与所述单片机控制器(103)的信号输出端信号连接，所述四合一数码管(104)实时显示供氧设备开关控制系统(100)的工作状态参数。
4.根据权利要求1或2所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述供氧设备开关控制系统(100)封闭安装在一个设备盒子内形成外置式供氧控制器，在所述设备盒子上设有所述供氧设备开关控制系统(100)的电源开关(107)，所述设备盒子通过圆形的卡环(300)套在使用者的手臂上。
5.根据权利要求3所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述供氧设备开关控制系统(100)封闭安装在一个设备盒子内形成外置式供氧控制器，在所述设备盒子上设有所述供氧设备开关控制系统(100)的电源开关(107)，所述设备盒子通过圆形的卡环(300)套在使用者的手臂上。
6.根据权利要求1或2所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述加速度传感器(102)为三轴加速度传感器。
7.根据权利要求3所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述加速度传感器(102)为三轴加速度传感器。
8.根据权利要求4所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述加速度传感器(102)为三轴加速度传感器。
9.根据权利要求5所述的便携式自动应急供氧仪，其特征在于:所述加速度传感器(102)为三轴加速度传感器。
全文摘要
本发明公开了一种便携式自动应急供氧仪，包括便携式的供氧设备、氧气传感器、加速度传感器、单片机控制器和电池组成，当氧气传感器检测到氧气浓度信号后，将检测信号传递给单片机控制器后，与氧气浓度设定参考值进行对比，若低于设定参考值，则发送启动制氧命令信号，实现对供氧设备的开启，或者当加速度传感器检测到加速度信号后，将检测信号传递给单片机控制器，与加速度设定参考值进行对比，若高于设定参考值，则发送启动制氧命令信号，实现对供氧设备的开启。本发明通过环境氧气浓度实时检测模式和使用者运动速度变化实时感应模式，来应急启动供氧仪，为人们在登山及摔跤等紧急情况下提供氧气，以争取到最佳的治疗时间或缓解缺氧引起的不适。
文档编号G05D21/02GK103235607SQ20131010423
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者曾炳寿, 蒋蓁, 曾静, 徐新立 申请人:上海大学