微型智能高压氧保健系统的制作方法

本发明属于人体保健技术领域，涉及一种保健系统，尤其涉及一种微型智能高压氧保健系统。

背景技术：

高压氧(简称HBO)是指环境氧分压超过1ATA时所含的氧气分压；用HBO治疗的疾病超过300种。

氧是生命中必不可少的要素之一，缺氧在短时间内就可致人死亡，因为人体代谢98％以上是氧化代谢，代谢停止就意味着生命的终止。人不能缺氧这是人所共知的事实，但是人体通过肺呼吸进行气体交换，吸收O2排除CO2，其携氧能力是有限的，就是吸浓度很高的氧对体内的氧分压提高不大，对机体的改善也不明显，常压时吸入的氧浓度不足40％，而HBO吸氧浓度>90％，把血液中溶解的氧含量提高了15～20倍，氧的弥散速度提高60～80倍，氧的弥散距离可由平时的30微米提高到100微米，所以能够快速改善脑细胞的缺氧状态，因此要达到保健和改善身体机能的目的，必须营造一个HBO的环境，提高血氧张力，增加组织中的氧储量，也使血液中氧的弥散速度和有效弥散距离大大提高，这样就可以改善毛细血管的通透性，使损伤的细胞修复，从而改善机体的机能，达到保健的作用。

然而，现有的高压氧设备结构复杂、体积庞大、动用的人员众多、价格昂贵，而且只能用于治疗，地点固定、不适于大范围推广，而现在大多数人所需要的是脱离亚健康，在高压氧保健的作用下，保持身体处于健康状态，抵御或消除疾病有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的高压氧保健设备，从概念到系统都完全不同于医院的高压氧舱，是一个全新的以保障人体机能最佳状态的保健装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种微型智能高压氧保健系统，可降低设备成本，体积微型化，操作智能化、使用随时化、有利于广大家庭使用，大范围推广。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种微型智能高压氧保健系统，其特征在于，所述系统包括：自动控制模块、循环生氧装置、无级调速增压装置、高压氧保健衣、传感器组件；

所述自动控制模块连接循环生氧装置、无级调速增压装置、传感器组件，循环生氧装置、无级调速增压装置连接高压氧保健衣，传感器组件包括压力传感器组件，设置于高压氧保健衣内，用于感应高压氧保健衣的压力；

所述自动控制模块包括触摸屏、微处理器，通过触摸实现设定保健吸氧时间，设定高压氧环境的压力值，设定上、下限报警提示，微处理器通过压力传感器组件对高压氧保健衣进行压力实时监测，自动控制无级调速增压装置加压，当达到预定值时停止加压，最大压力达到200kPa，达到保健吸氧的需要压力；传感器组件包括氧气浓度传感器，通过氧气浓度传感器检测循环生氧装置的生氧浓度，把氧浓度控制在大于等于93﹪的范围；

所述高压氧保健衣包括保健衣头部、保健衣主体，保健衣头部与保健衣主体相连；

所述保健衣主体与保健衣头部密封连接，保健衣主体的底部设有收紧机构，使得用户穿上后高压氧保健衣形成封闭环境；

所述保健衣头部设有透明窗口，保健衣头部的一侧设有第一密封接头，第一密封接头设置氧气通气管，通过氧气通气管通入循环生氧装置生成的氧气；

所述保健衣主体的一侧设有第二密封接头，第二密封接头设置压力调节阀的出气口；保健衣主体内设置压力传感器，压力传感器、压力调节阀分别与自动控制模块通讯；所述收紧机构的上方设置宽大气压紧缩圈。

所述微处理器通过第一信号处理电路连接氧气浓度传感器U2，第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A，氧气浓度传感器U2依次通过第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A连接微处理器；

所述信号放大器U4-A的正极输入端通过第二电阻R2连接信号放大器U4-A的输出端，信号放大器U4-A的负极输入端连接第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端、第一电容C1的第一端，第四电阻R4的第二端、第一电容C1的第二端接地，第三电阻R3的第一端连接电源电压VCC；

所述信号放大器U4-A的输出端连接射随器U5-A的正极输入端，射随器U5-A的负极输入端连接射随器U5-A的输出端，射随器U5-A的输出端连接微处理器；

氧气浓度传感器在专用集成电路U1的驱动下，产生模拟信号，但是信号较弱，不足以达到A/D转换所需要的幅值，所以需要进行信号放大，使之达到A/D转换所满足的幅值信号，以保证采样转换精度；在放大器后接的U5是射随器，起到阻抗变换的作用与A/D匹配，保证氧气浓度传感器的信号幅值不衰减；

所述微处理器通过第二信号处理电路连接压力传感器U3，第二信号处理电路包括仪表放大器，仪表放大器包括第六放大器U6-A、第七放大器U7-A、第九放大器U9-A；

所述第六放大器U6-A的正极输入端连接压力传感器U3，第六放大器U6-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第一端及第二端、第六电阻R6的第一端，第六放大器U6-A的输出端连接第六电阻R6的第二端、第五电阻R5的第一端；

所述第七放大器U7-A的正极输入端连接压力传感器U3，第七放大器U7-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第三端、第七电阻R7的第二端，第七放大器U7-A的输出端连接第七电阻R7的第一端、第八电阻R8的第二端；

所述第九放大器U9-A的正极输入端连接第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第二端，第九电阻R9的第一端接地；第九放大器U9-A的负极输入端连接第五电阻R5的第二端、第十电阻R10的第一端；第九放大器U9-A的输出端连接第十电阻R10的第二端、微处理器；

所述压力传感器是根据其器件本身的要求，使用仪表放大器，通过调节电位器的阻值，使输出信号达到A/D采样的满幅保证精度；

所述流量传感器和温度传感器采用数字式传感器，不需要信号放大，只需通过微处理器的I/O口，直接读取数据；前两种氧气浓度传感器和压力传感器所输出的模拟信号，通过微处理器内部自带的A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号，连同后两种数字传感器所产生的数字信号，在微处理器的控制下，显示在液晶屏上；同时通过对数据的甄别处理，把相应的控制信号送到I/O口，实现对氧浓度、气体压力、气体流量的精确控制；三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5是执行驱动器件，控制对应继电器的动作，。

一种微型智能高压氧保健系统，所述系统包括：自动控制模块、循环生氧装置、无级调速增压装置、高压氧保健衣、传感器组件；

所述自动控制模块连接循环生氧装置、无级调速增压装置、传感器组件，循环生氧装置、无级调速增压装置连接高压氧保健衣，传感器组件包括压力传感器组件，设置于高压氧保健衣内，用于感应高压氧保健衣的压力。

作为本发明的一种优选方案，所述自动控制模块包括触摸屏、微处理器，通过触摸实现设定保健吸氧时间，设定高压氧环境的压力值，设定上、下限报警提示，微处理器通过压力传感器组件对高压氧保健衣进行压力实时监测，自动控制无级调速增压装置加压。这样形成闭环控制，以此达到各种保健方案的实施，针对不同的人群、身体状况等有不同的保健方案。

作为本发明的一种优选方案，当达到预定值时停止加压，最大压力达到200kPa，达到保健吸氧的需要压力。

作为本发明的一种优选方案，传感器组件包括氧气浓度传感器，通过所述氧气浓度传感器检测循环生氧装置的生氧浓度，把氧浓度控制在设定大于等于93﹪左右的范围。

作为本发明的一种优选方案，所述高压氧保健衣包括保健衣头部、保健衣主体，保健衣头部与保健衣主体相连；

所述保健衣主体与保健衣头部密封连接，保健衣主体的底部设有收紧机构，使得用户穿上后高压氧保健衣形成封闭环境；

所述保健衣头部设有透明窗口，保健衣头部的一侧设有第一密封接头，第一密封接头设置氧气通气管，通过氧气通气管通入循环生氧装置生成的氧气；

所述保健衣主体的一侧设有第二密封接头，第二密封接头设置压力调节阀的出气口；保健衣主体内设置压力传感器，压力传感器、压力调节阀分别与自动控制模块通讯；所述收紧机构的上方设置宽大气压紧缩圈。

所述微处理器通过第一信号处理电路连接氧气浓度传感器U2，第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A，氧气浓度传感器U2依次通过第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A连接微处理器；

所述信号放大器U4-A的正极输入端通过第二电阻R2连接信号放大器U4-A的输出端，信号放大器U4-A的负极输入端连接第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端、第一电容C1的第一端，第四电阻R4的第二端、第一电容C1的第二端接地，第三电阻R3的第一端连接电源电压VCC；

所述信号放大器U4-A的输出端连接射随器U5-A的正极输入端，射随器U5-A的负极输入端连接射随器U5-A的输出端，射随器U5-A的输出端连接微处理器；

氧气浓度传感器在专用集成电路U1的驱动下，产生模拟信号，但是信号较弱，不足以达到A/D转换所需要的幅值，所以需要进行信号放大，使之达到A/D转换所满足的幅值信号，以保证采样转换精度；在放大器后接的U5是射随器，起到阻抗变换的作用与A/D匹配，保证氧气浓度传感器的信号幅值不衰减；

所述微处理器通过第二信号处理电路连接压力传感器U3，第二信号处理电路包括仪表放大器，仪表放大器包括第六放大器U6-A、第七放大器U7-A、第九放大器U9-A；

所述第六放大器U6-A的正极输入端连接压力传感器U3，第六放大器U6-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第一端及第二端、第六电阻R6的第一端，第六放大器U6-A的输出端连接第六电阻R6的第二端、第五电阻R5的第一端；

所述第七放大器U7-A的正极输入端连接压力传感器U3，第七放大器U7-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第三端、第七电阻R7的第二端，第七放大器U7-A的输出端连接第七电阻R7的第一端、第八电阻R8的第二端；

所述第九放大器U9-A的正极输入端连接第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第二端，第九电阻R9的第一端接地；第九放大器U9-A的负极输入端连接第五电阻R5的第二端、第十电阻R10的第一端；第九放大器U9-A的输出端连接第十电阻R10的第二端、微处理器；

所述压力传感器是根据其器件本身的要求，使用仪表放大器，通过调节电位器的阻值，使输出信号达到A/D采样的满幅保证精度；

所述流量传感器和温度传感器采用数字式传感器，不需要信号放大，只需通过微处理器的I/O口，直接读取数据；前两种氧气浓度传感器和压力传感器所输出的模拟信号，通过微处理器内部自带的A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号，连同后两种数字传感器所产生的数字信号，在微处理器的控制下，显示在液晶屏上；同时通过对数据的甄别处理，把相应的控制信号送到I/O口，实现对氧浓度、气体压力、气体流量的精确控制；三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5是执行驱动器件，控制对应继电器的动作。

本发明的有益效果在于：本发明提出的微型智能高压氧保健系统，可降低设备成本，有利于大范围推广。

附图说明

图1为本发明微型智能高压氧保健系统的组成示意图。

图2为本发明微型智能高压氧保健系统高压氧保健衣的结构示意图。

图3为本发明微型智能高压氧保健系统控制电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种微型智能高压氧保健系统，所述系统包括：自动控制模块、循环生氧装置、无级调速增压装置、高压氧保健衣、传感器组件。

所述自动控制模块连接循环生氧装置、无级调速增压装置、传感器组件，循环生氧装置、无级调速增压装置连接高压氧保健衣，传感器组件包括压力传感器组件，设置于高压氧保健衣内，用于感应高压氧保健衣的压力。

所述自动控制模块包括触摸屏、微处理器，通过触摸实现设定保健吸氧时间，设定高压氧环境的压力值，设定上、下限报警提示，微处理器通过压力传感器组件对高压氧保健衣进行压力实时监测，自动控制无级调速增压装置加压，当达到预定值时停止加压，最大压力达到200kPa，达到保健吸氧的需要压力；通过氧气浓度传感器检测循环生氧装置的生氧浓度，把氧浓度控制在大于等于93％的范围。

请参阅图2，所述高压氧保健衣5包括保健衣头部51、保健衣主体52，保健衣头部51与保健衣主体52相连。

所述保健衣主体52与保健衣头部51密封连接，保健衣主体52的底部设有收紧机构58(如松紧带)，使得用户穿上后高压氧保健衣形成封闭环境。

所述保健衣头部51设有透明窗口53，保健衣头部51的一侧设有第一密封接头54，第一密封接头设置氧气通气管，通过氧气通气管通入循环生氧装置生成的氧气。

所述保健衣主体52的一侧设有第二密封接头55，第二密封接头55设置压力调节阀的出气口；保健衣主体52内设置压力传感器56，压力传感器56、压力调节阀分别与自动控制模块通讯；所述收紧机构58的上方设置宽大气压紧缩圈57(起到密封作用，防跑气)。压力传感器56可以通过导线连接电源，也可以通过设置于高压氧保健衣外部的锂电池供电。

请参阅图3，所述微处理器通过第一信号处理电路连接氧气浓度传感器U2，第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A，氧气浓度传感器U2依次通过第一信号处理电路包括专用集成电路U1、信号放大器U4-A、射随器U5-A连接微处理器。

所述信号放大器U4-A的正极输入端通过第二电阻R2连接信号放大器U4-A的输出端，信号放大器U4-A的负极输入端连接第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端、第一电容C1的第一端，第四电阻R4的第二端、第一电容C1的第二端接地，第三电阻R3的第一端连接电源电压VCC。

所述信号放大器U4-A的输出端连接射随器U5-A的正极输入端，射随器U5-A的负极输入端连接射随器U5-A的输出端，射随器U5-A的输出端连接微处理器。

氧气浓度传感器在专用集成电路U1的驱动下，产生模拟信号，但是信号较弱，不足以达到A/D转换所需要的幅值，所以需要进行信号放大，使之达到A/D转换所满足的幅值信号，以保证采样转换精度；在放大器后接的U5是射随器，起到阻抗变换的作用与A/D匹配，保证氧气浓度传感器的信号幅值不衰减。

所述微处理器通过第二信号处理电路连接压力传感器U3，第二信号处理电路包括仪表放大器，仪表放大器包括第六放大器U6-A、第七放大器U7-A、第九放大器U9-A；

所述第六放大器U6-A的正极输入端连接压力传感器U3，第六放大器U6-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第一端及第二端、第六电阻R6的第一端，第六放大器U6-A的输出端连接第六电阻R6的第二端、第五电阻R5的第一端；

所述第七放大器U7-A的正极输入端连接压力传感器U3，第七放大器U7-A的负极输入端连接滑动变阻器U8的第三端、第七电阻R7的第二端，第七放大器U7-A的输出端连接第七电阻R7的第一端、第八电阻R8的第二端；

所述第九放大器U9-A的正极输入端连接第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第二端，第九电阻R9的第一端接地；第九放大器U9-A的负极输入端连接第五电阻R5的第二端、第十电阻R10的第一端；第九放大器U9-A的输出端连接第十电阻R10的第二端、微处理器；

所述压力传感器是根据其器件本身的要求，使用仪表放大器，通过调节电位器的阻值，使输出信号达到A/D采样的满幅保证精度。

所述流量传感器和温度传感器采用数字式传感器，不需要信号放大，只需通过微处理器的I/O口，直接读取数据；前两种氧气浓度传感器和压力传感器所输出的模拟信号，通过微处理器内部自带的A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号，连同后两种数字传感器所产生的数字信号，在微处理器的控制下，显示在液晶屏上。

同时通过对数据的甄别处理，把相应的控制信号送到I/O口，实现对氧浓度、气体压力、气体流量的精确控制；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5是执行驱动器件，这样形成采样、处理、执行、输出的闭环控制。

各执行驱动器包括一个三极管、两个二极管、两个电阻；如可包括第三三极管Q3、第五二极管D5、第六二极管D6、第十五电阻R15、第十六电阻R16；第十五电阻的第一端连接微处理器，第二端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极连接第五二极管D5的正极、第六二极管D6的负极；第五二极管D5的负极连接电源电压VCC，第六二极管D6的正极连接第十六电阻R16的第一端，第十六电阻R16的第二端连接电源电压VCC。各个二极管保护对应三极管，防止被击穿。

实施例二

使用微处理器MSP430作为数据采集和液晶屏显示控制的处理系统。根据系统的功能设计要求，需要使用O₂传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器这四种传感器作为各种参数的采集，然后通过液晶屏显示结果。根据测得的结果进行智能控制，从而达到机体氧保健的效果。O₂传感器的作用是侧量制氧器的氧浓度，要求浓度需达到90﹪以上才能起到保健的效果。当然氧浓度只是一个前提条件，是基础，但是光有浓度还远远不够，因为人的身体吸收和携氧能力是有限的，日常呼吸的空气在一个大气压下，氧的含量大约在21﹪左右，这足以让机体的携氧能力达到饱和，正常人的血氧饱和度可以达到98﹪以上。要增加机体的含氧量怎么办，就是要增加压力。所以使用压力传感器测量氧的压力，使之达到1.5～2个大气压以上，使更多的氧进入体内。不能超过2个大气压，本系统提供控制电路和报警电路。流量传感器的作用就是测定进入吸氧背心的氧流量，根据人体的呼吸频率，吐出的CO₂的多少来确定流量的给定，通过这三种传感器的相互制约达到动态平衡，使氧浓度、压力达到最佳保健状态。温度传感器是采集环境温度，根据环境温度的变化，对其它参数进行微调。除此之外系统也设计了定时、提示等等功能，不必一一细述，各个功能键也不一一列出。

请参阅图2，根据电路原理图：

O₂传感器在U1专用集成电路的驱动下，产生模拟信号，但是信号较弱，不足以达到A/D转换所需要的幅值，所以需要进行信号放大，使之达到A/D转换所满足的幅值信号，以保证采样转换精度。在放大器后接的U5是射随器，起到阻抗变换的作用与A/D匹配，保证O₂传感器的信号幅值不衰减。

压力传感器是根据其器件本身的要求，使用仪表放大器，由三个放大器U6-A、U7-A、U9-A组成，通过调节电位器的阻值，使输出信号达到A/D采样的满幅保证精度。

流量传感器和温度传感器采用数字式传感器，不需要信号放大，只需通过微处理器的I/O口，直接读取数据。前两种O₂传感器和压力传感器所输出的模拟信号，通过微处理器内部自带的A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号，连同后两种数字传感器所产生的数字信号，在MSP430微处理器的控制下，显示在液晶屏上。同时通过对数据的甄别处理，把相应的控制信号送到I/O口，实现对氧浓度、气体压力、气体流量的精确控制。三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5是执行驱动器件，控制对应继电器的动作。

实施例三

一种微型智能高压氧保健系统，所述系统包括：自动控制模块、循环生氧装置、无级调速增压装置、高压氧保健衣、传感器组件；

所述自动控制模块连接循环生氧装置、无级调速增压装置、传感器组件，循环生氧装置、无级调速增压装置连接高压氧保健衣，传感器组件包括压力传感器组件，设置于高压氧保健衣内，用于感应高压氧保健衣的压力。

综上所述，本发明提出的微型智能高压氧保健系统，可降低设备成本，有利于大范围推广。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。