富氧监控终端及富氧装置的制作方法

文档序号:11195969阅读:585来源:国知局
富氧监控终端及富氧装置的制造方法

本实用新型涉及富氧设备技术领域,尤其是涉及一种富氧监控终端及富氧装置。



背景技术:

高原缺氧环境对人体诸多器官造成的病理损害是引发高原疾病的根本原因,采取人工富氧工程改善局域缺氧环境中人们身体的氧分压是社会发展的必然趋势,也是今后政府民生工作的一个绿色环保工程。目前提高局部环境的氧浓度主要采用变压吸附装置(PSA),但过氧同样会对人体器官造成非常严重的损坏,因此富氧过程需严格根据局部环境的氧浓度而控制富氧装置的供氧流量。

医院里的富氧装置,其对供氧流量的控制完全由人工操作手动旋钮来实现,由于操作人员转动手动旋钮的精度和操作手动旋钮的及时性难以保证,因而富氧过程受到人为因素的影响比较严重,从而很难使局部环境的氧浓度处于科学合理的范围内。

而办公室、宾馆等局部环境的富氧控制设备虽然能基本实现富氧过程的非人工操作,但其控制方式都采取位式控制,即利用继电器来控制储氧设备的供氧出口的开和关,使得在检测到环境氧浓度大于较大的氧浓度设定值时关闭储氧设备的供氧出口,在检测到环境氧浓度小于较小的氧浓度设定值时开启储氧设备的供氧出口。这种控制设备存在无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种富氧监控终端及富氧装置,以缓解现有技术中存在的无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。

第一方面,本实用新型实施例提供了一种富氧监控终端,包括:设置模块、测氧模块、控制器和流量控制阀,其中,所述设置模块和所述测氧模块通过有线或者无线方式与所述控制器相连接,所述流量控制阀通过有线或者无线方式与所述控制器相连接;

所述设置模块用于获取用户设置的所述富氧监控终端所控制环境的目标氧浓度信息;

所述测氧模块用于获取所述富氧监控终端所控制环境在当前时刻的氧浓度信息;

所述控制器,用于根据所述目标氧浓度信息和所述当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号;

所述流量控制阀,用于在所述供氧流量控制信号的控制下,控制储氧设备的供氧流量。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述控制器包括模糊控制器,所述模糊控制器用于根据所述目标氧浓度信息和所述当前时刻的氧浓度信息生成所述供氧流量控制信号。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述控制器包括自适应控制器,所述自适应控制器用于根据所述目标氧浓度信息和所述当前时刻的氧浓度信息生成所述供氧流量控制信号。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述控制器包括第一PID控制器,所述第一PID控制器用于根据所述目标氧浓度信息和所述当前时刻的氧浓度信息生成所述供氧流量控制信号。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述测氧模块包括氧化锆探头、热电偶和加热炉,其中,所述氧化锆探头、所述热电偶和所述加热炉分别与控制器相连接,

所述氧化锆探头用于测量所述当前时刻的氧浓度,并根据所述当前时刻的氧浓度生成第一电势信号,从而所述第一电势信号携带有所述当前时刻的氧浓度信息;

所述热电偶用于测量所述氧化锆探头的温度,并根据所述氧化锆探头的温度生成第二电势信号;

所述控制器还用于接收所述氧化锆探头发送的所述第一电势信号,以及接收所述热电偶发送的所述第二电势信号,并将所述第二电势信号和预设温度进行比较,以根据比较结果确定是否生成加热控制信号,其中,所述加热控制信号用于控制所述加热炉的加热强度。

结合第一方面的第四种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述控制器还包括第二PID控制器,所述第二PID控制器用于根据所述第二电势信号和所述预设温度生成所述加热控制信号。

结合第一方面的第五种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述富氧监控终端还包括:与所述控制器相连接的光电耦合隔离模块,PWM控制器和V/I转换模块,其中,所述加热炉和所述光电耦合隔离模块之间设置有所述PWM控制器,所述流量控制阀和所述光电耦合隔离模块之间设置有所述V/I转换模块;

所述PWM控制器用于将所述加热控制信号转换为PWM信号,并向所述加热炉输出PWM信号式的所述加热控制信号;

所述V/I转换模块用于将所述供氧流量控制信号转化为电流信号,并向所述流量控制阀输出所述电流信号。

结合第一方面的第四种可能的实施方式,本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述控制器中包括A/D转化模块,所述氧化锆探头和所述A/D转化模块之间设置有用于对所述第一电势信号进行放大的第一放大模块,所述热电偶和所述A/D转化模块之间设置有用于对所述第二电势信号进行放大的第二放大模块。

结合第一方面,本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述控制器还连接有显示器和探测传感器,所述探测传感器包括以下至少之一:温度传感器、湿度传感器、气压传感器,其中,

所述探测传感器用于获取当前时刻所述富氧监控终端所控制环境的环境参数;

所述控制器还用于根据所述环境参数生成显示控制信号;

所述显示器用于在所述显示控制信号的控制下显示当前时刻的所述环境参数。

第二方面,本实用新型实施例还提供了一种富氧装置,包括:储氧设备和第一方面任一实施方式中的富氧监控终端,所述富氧监控终端中的流量控制阀和所述储氧设备相连接,以控制所述储氧设备的供氧流量。

本实用新型实施例带来了以下有益效果:

富氧监控终端包括:设置模块、测氧模块、控制器和流量控制阀,设置模块和测氧模块与控制器相连接,流量控制阀与控制器相连接,设置模块获取用户设置的目标氧浓度信息,测氧模块获取当前时刻的氧浓度信息,控制器根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号,流量控制阀在供氧流量控制信号的控制下控制储氧设备的供氧流量。从而通过对当前时刻的氧浓度信息的监测和依此利用流量控制阀对储氧设备供氧流量的控制,以达到了对所控制环境的氧浓度进行精准调整的目的,进而缓解了传统的富氧装置无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种富氧监控终端的结构示意图;

图2为本实用新型实施例一提供的另一种富氧监控终端的结构示意图;

图3为本实用新型实施例一提供的另一种富氧监控终端的结构示意图;

图4为本实用新型实施例一提供的另一种富氧监控终端的结构示意图;

图5为本实用新型实施例二提供的一种富氧装置的结构示意图。

图标:100-富氧监控终端;1-设置模块;2-测氧模块;3-控制器;4-流量控制阀;5-光电耦合隔离模块;6-PWM控制器;7-V/I转换模块;8-显示器;9-探测传感器;200-储氧设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

目前富氧控制设备利用继电器来控制储氧设备的供氧出口的开和关,使得在检测到环境氧浓度大于较大的氧浓度设定值时关闭储氧设备的供氧出口,在检测到环境氧浓度小于较小的氧浓度设定值时开启储氧设备的供氧出口,而这种控制设备存在无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题基于此,本实用新型实施例提供的一种富氧控制终端及富氧装置,可以缓解无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。

实施例一:

本实用新型实施例提供的一种富氧监控终端,如图1所示,包括:设置模块1、测氧模块2、控制器3和流量控制阀4,其中,设置模块1和测氧模块2通过有线或者无线方式与控制器3相连接,流量控制阀4通过有线或者无线方式与控制器3相连接;

设置模块1用于获取用户设置的富氧监控终端所控制环境的目标氧浓度信息;

测氧模块2用于获取富氧监控终端所控制环境在当前时刻的氧浓度信息;

控制器3,用于根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号;

流量控制阀4,用于在供氧流量控制信号的控制下,控制储氧设备的供氧流量。

需要说明的是,目标氧浓度信息所表示的目标氧浓度的浓度值为富氧监控终端所控制环境实际想要维持的恒定氧浓度,而当前时刻的氧浓度信息为在当前时刻富氧监控终端所控制环境的实际氧浓度,储氧设备在控制器3的控制下提供氧气,使得富氧监控终端所控制环境的实际氧浓度维持在目标氧浓度。

在本实用新型实施例中,由于流量控制阀4可以控制储氧设备以不同供氧流量进行供氧,而测氧模块2可以测得当前时刻的氧浓度信息,用户通过设置模块1设置目标氧浓度信息,控制器3根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号,流量控制阀4在供氧流量控制信号的控制下控制储氧设备的供氧流量,以使富氧监控终端所控制环境维持在目标氧浓度,从而缓解了传统的富氧装置无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。

本实用新型实施例的一个可选实施方式中,控制器3包括模糊控制器,模糊控制器用于根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号。

模糊控制器作为一种智能控制器,其设计是基于现场操作人员的控制经验或相关专家的知识,不需要建立被控对象的精确的数学模型,因而本实用新型实施例适用于富氧监控终端所控制环境氧浓度变化特性不易掌握或变化非常显著的情况,且设计简单,利于将富氧监控终端所控制环境的氧浓度维持在一个稳恒状态。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,控制器3包括自适应控制器,自适应控制器用于根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号。

自适应控制器是一种根据环境变化智能调节自身控制参数的反馈控制器,能够自动地补偿在模型阶次、控制参数和输入信号方面非预知的变化,设计时并不需要完全知道被控对象的数学模型,因而本实用新型实施例同样适用于富氧监控终端所控制环境氧浓度变化特性未知或扰动特性变化范围很大的情况,利于将富氧监控终端所控制环境的氧浓度维持在一个稳恒状态。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,控制器3包括第一PID控制器,第一PID控制器用于根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号。

由于PID控制器作为一种智能控制器,将比例调节、比例积分调节及比例微分调节集于一体,因而本实用新型实施例对富氧监控终端所控制环境氧浓度变化范围很大的情况,具有调节迅速的优点,并且同时适用于氧浓度变化缓慢的环境,利于将富氧监控终端所控制环境的氧浓度维持在一个稳恒状态。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,如图2所示,测氧模块2包括氧化锆探头、热电偶和加热炉,其中,氧化锆探头、热电偶和加热炉分别与控制器3相连接,

氧化锆探头用于测量当前时刻的氧浓度,并根据当前时刻的氧浓度生成第一电势信号,从而第一电势信号携带有当前时刻的氧浓度信息;

热电偶用于测量氧化锆探头的温度,并根据氧化锆探头的温度生成第二电势信号;

控制器3还用于接收氧化锆探头发送的第一电势信号,以及接收热电偶发送的第二电势信号,并将第二电势信号和预设温度进行比较,以根据比较结果确定是否生成加热控制信号,其中,加热控制信号用于控制加热炉的加热强度。

本实用新型通过氧化锆探头测量当前时刻的氧浓度,并且通过热电偶和加热炉确保氧化锆探头温度的恒定,使得氧浓度的测量更加精准。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,控制器3还包括第二PID控制器,第二PID控制器用于根据第二电势信号和预设温度生成加热控制信号。

同理,由于PID控制器作为一种智能控制器,将比例调节、比例积分调节及比例微分调节集于一体,具有调节迅速和精准的优点,因而本实用新型实施例利于将氧化锆探头温度维持在一个稳恒状态。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,如图3所示,富氧监控终端还包括:与控制器3相连接的光电耦合隔离模块5、PWM控制器6和V/I转换模块7,其中,加热炉和光电耦合隔离模块5之间设置有PWM控制器6,流量控制阀4和光电耦合隔离模块5之间设置有V/I转换模块7;

PWM控制器6用于将加热控制信号转换为PWM信号,并向加热炉输出PWM信号式的加热控制信号,以控制加热炉的加热强度;

V/I转换模块7用于将供氧流量控制信号转化为电流信号,并向流量控制阀4输出电流信号。

本实用新型实施例中,由于光电耦合隔离模块5的信号输入端和信号输出端间之互相隔离,因而使得信号输入端和信号输出端之间信号的相互干扰较弱,从而使得控制器3对流量控制阀4和加热炉的控制更加精确。

本实用新型实施例的另一个可选实施方式中,如图4所示,控制器3还连接有显示器8和探测传感器9,探测传感器9包括以下至少之一:温度传感器、湿度传感器、气压传感器,其中,

探测传感器9用于获取当前时刻富氧监控终端所控制环境的环境参数;

控制器3还用于根据环境参数生成显示控制信号;

显示器8用于在显示控制信号的控制下显示当前时刻的环境参数。

具体地,显示器8可以选用液晶屏显示器。

可选地,在探测传感器9包括气压传感器的情况下,控制器3在生成显示控制信号之前,还可根据气压传感器检测到的气压计算出富氧监控终端所监控环境在当前时刻的海拔,以及根据测氧模块2所探测到的氧浓度信息计算出富氧监控终端所监控环境在当前时刻的模拟海拔,并且控制器3还用于根据当前时刻的海拔和模拟海拔这两种环境参数生成显示当前时刻的海拔和模拟海拔的控制信号。

实施例二:

本实用新型实施例提供的一种富氧装置,如图5所示,包括:储氧设备200和实施例一中描述的任一种富氧监控终端100,富氧监控终端100中的流量控制阀4和储氧设备200相连接,以控制储氧设备200的供氧流量。

具体地,可以是储氧设备200的出气孔或是与出气孔连接的输气管道设置流量控制阀4,流量控制阀4控制通过出气孔或输气管道的氧气的流量。

在本实用新型实施例中,由于流量控制阀4可以控制储氧设备200以不同供氧流量进行供氧,而富氧监控终端100中的测氧模块可以测得当前时刻的氧浓度信息,用户通过设置模块设置目标氧浓度信息,控制器根据目标氧浓度信息和当前时刻的氧浓度信息生成供氧流量控制信号,流量控制阀4在供氧流量控制信号的控制下控制储氧设备200的供氧流量,进而储氧设备200的供氧在富氧监控终端100的控制下使得所控制环境维持在目标氧浓度,从而缓解了传统的富氧装置无法使局部环境的氧浓度长期处于稳恒状态的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

另外,在本实用新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本实用新型的具体实施方式,用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制,本实用新型的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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