呼吸系统中低氧气体的制备方法与流程

1.本技术涉及低氧健身训练技术领域，特别地涉及呼吸系统中低氧气体的制备方法。


背景技术：

2.近年来随着人们对低氧训练的认识加深，低氧训练也逐渐深入人们的生活。以往的常压低氧制备方法，在日常应用中有诸多不便。例如大部分健身房没有为低氧训练人群设置专门的气密低氧房间；目前常见的低氧训练房间需要源源不断的向房间提供低氧气体，因低氧房间的面积大，维持房间内的气体浓度的成本大；并且低氧训练人群所需的低氧气体的浓度各不相同，传统的气密低氧房间无法为每个人提供对应浓度的低氧气体。
3.针对相关技术中的上述问题，目前尚未发现存在有效的解决方案。以上仅是发明人了解的与本技术有关的背景信息，并不构成对现有技术的自认。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本技术提出了一种呼吸系统中低氧气体的制备方法，能够解决至少一种技术问题。
5.本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法基于低氧呼吸系统，所述低氧呼吸系统包括主机和至少一个客户端，所述主机包括供气装置和主控制器所述客户端包括配气装置、氧含量检测仪、呼吸面罩和控制单元；
6.所述供气装置包括氮气供气支路和空气供气支路；所述配气装置包括第一电磁比例阀、第二电磁比例阀、混合气体存储罐和氧气浓度检测设备；其中，所述氮气供气支路和所述空气供气支路分别接入所述混合气体存储罐，所述第一电磁比例阀设置在所述氮气供气支路上，所述第二电磁比例阀设置在所述空气供气支路上；所述呼吸面罩的进气口与所述混合气体存储罐的出气口相连；
7.所述呼吸系统中低氧气体的制备方法包括：
8.所述主控制器控制所述氮气供气支路和所述空气供气支路分别提供预设浓度的氮气和洁净的空气；
9.所述控制单元控制所述第一电磁比例阀和/或所述第二电磁比例阀的状态，以使预设浓度的氮气和洁净的空气分别进入所述混合气体存储罐且混合后气体的氧含量符合预定的氧含量设定值；
10.所述氧含量检测仪检测所述混合气体存储罐中混合气体的氧含量，所述混合气体存储罐还通过一支路以及电磁阀连接至大气环境，如果所述氧含量检测仪的检测结果为所述混合气体的氧含量不符合所述氧含量设定值，所述控制单元控制所述电磁阀打开以将不符合氧含量标准的气体释放至大气环境中；
11.如果所述氧含量检测仪的检测结果为所述混合气体的氧含量符合所述氧含量标准，将符合氧含量设定值的气体通入所述呼吸面罩以供使用者使用。
12.可选的，所述控制单元固定所述第一电磁比例阀的比例，通过调节所述第二电磁比例阀改变空气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；或者，所述控制单元固定所述第二电磁比例阀的比例，通过调节所述第一电磁比例阀改变氮气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；或者，所述控制单元调节所述第一电磁比例阀和所述第二电磁比例阀以使所述混合气体的氧含量符合要求。
13.可选的，在所述控制单元控制所述第一电磁比例阀和/或所述第二电磁比例阀的状态之前，所述方法还包括：所述控制单元接收外部指令并根据所述外部指令设定所述氧含量设定值。
14.可选的，在使用者使用所述呼吸面罩过程中，所述方法还包括：所述控制单元接收外部指令，并根据所述外部指令调节所述第一电磁比例阀和/或所述第二电磁比例阀的状态以调节所述混合气体的氧含量。
15.可选的，所述低氧呼吸系统还包括人体检测设备，所述方法还包括：所述人体检测设备监测使用者的生理参数，并将所述生理参数发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述生理参数调节所述第一电磁比例阀和/或所述第二电磁比例阀的状态以调节所述混合气体的氧含量。
16.可选的，所述空气供气支路空气均压装置，用于将洁净空气分输给多个配气装置。
17.可选的，所述氮气供气支路包括中空纤维膜制氮机和氮气均压装置，所述中空纤维膜制氮机用于制取高纯度氮气，所述氮气均压装置用于将所述高纯度氮气分输给多个配气装置。
18.可选的，供气装置采用中空纤维膜制氮机制取的氮气浓度比所述配气装置输出气体中氮气浓度高1％及以上，所述预设浓度的氮气为浓度在93％以上的氮气。
19.可选的，所述氧含量设定值为8％～21％，或者，所述氧含量设定值根据呼吸需求设定。
20.可选的，所述配气装置的配气精度≤1％。
21.可选的，所述供气装置还包括依次连接的空气压缩机、初级过滤装置、冷却装置和高级过滤装置，其中，所述空气压缩机用于压缩空气，所述初级过滤装置用于过滤空气中的杂质，所述冷却装置用于过滤空气中的水，所述高级过滤装置用于对空气中的杂质进行二次过滤。
22.本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法通过使用呼吸面罩为每个使用者提供氧气浓度不同的低氧气体，满足了个性化需求。并且该方法能够快速、便捷的制取低氧气体。
附图说明
23.下面，将结合附图对本技术的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
24.图1是本技术的一个实施例的低氧呼吸系统的结构图；
25.图2是本技术的一个实施例的低氧呼吸系统的原理图；
26.图3是本技术的一个实施例的低氧呼吸系统的配气装置的原理图；以及
27.图4是本技术的一个实施例的呼吸系统中低氧气体的制备方法的流程图。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
29.在以下的详细描述中，可以参看作为本技术一部分用来说明本技术的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本技术的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本技术的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本技术的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
30.图1示意性地示出了本技术实施例的一种低氧呼吸系统的结构图，图2示意性地示出了本技术实施例的一种低氧呼吸系统的原理图，图3示意性地示出了本技术实施例的一种低氧呼吸系统的配气装置的原理图，结合图1-图3所示，本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法基于低氧呼吸系统，低氧呼吸系统包括主机100和至少一个客户端200，主机100包括供气装置101和主控制器，客户端200包括配气装置201、氧含量检测仪202、呼吸面罩203和控制单元；
31.供气装置101包括氮气供气支路101-1和空气供气支路101-2；配气装置201包括第一电磁比例阀201-1、第二电磁比例阀201-2、混合气体存储罐201-3和氧气浓度检测设备201-4；其中，氮气供气支路101-1和空气供气支路101-2分别接入混合气体存储罐201-3，第一电磁比例阀201-1设置在氮气供气支路101-1上，第二电磁比例阀201-2设置在空气供气支路101-2上；呼吸面罩203的进气口与混合气体存储罐的出气口相连。
32.图4示意性地示出了本技术实施例的一种呼吸系统中低氧气体的制备方法，包括：
33.s101，主控器控制所述氮气供气支路和空气供气支路分别提供预设浓度的氮气和洁净的空气；
34.s102，控制单元控制第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀的状态，以使预设浓度的氮气和洁净的空气分别进入混合气体存储罐且混合后气体的氧含量符合预定的氧含量设定值；
35.s103，氧含量检测仪202检测混合气体存储罐中混合气体的氧含量，混合气体存储罐还通过一支路以及电磁阀连接至大气环境，如果氧含量检测仪202的检测结果为混合气体的氧含量不符合氧含量设定值，控制单元控制电磁阀打开以将不符合氧含量标准的气体释放至大气环境中；
36.s104，氧含量检测仪202的检测结果为混合气体的氧含量符合所述氧含量设定值，将符合氧含量标准的气体通入呼吸面罩203以供使用者使用。
37.根据本技术的实施例，当需要制取低氧气体时，主控器将制取低氧气体指令下达至供气装置101，供气装置101的氮气供气支路101-1和空气供气支路101-2分别制取预设浓度的氮气和洁净的空气；客户端200的配气装置201接收供气装置101输出的预设浓度的氮气和洁净空气，客户端200的控制单元控制第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀的开关；供气装置101输出的预设浓度的氮气和洁净空气经第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀调控后输入至混合气体存储罐中，控制单元发出指令控制氧含量检测仪202检测混合气体
存储罐中的混合气体是否符合预定的氧含量标准，如果符合则混合气体输出至呼吸面罩203，如果不符合则将混合气体释放至大气环境中。
38.整个制气过程中，主控器控制供气装置101的工作状态，控制单元控制配气装置201和氧含量检测仪202的工作状态，二者不发生关联。供气装置101通过两条管道，即氮气供气支路101-1和空气供气支路101-2与配气装置201连接，供气装置101制取的预设浓度的氮气和洁净空气输送至配气装置201后，由控制单元控制从配气装置201输出的预设浓度的氮气和洁净空气的气量，二者混合形成低氧气体。
39.也就是说，在应用时，供气装置101和主控制器集成在一起形成主机100放置在房间的角落，配气装置201、氧含量检测仪202、呼吸面罩203和控制单元集成在一起形成客户机放置在低氧训练人群旁供人们使用。
40.本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法根据低氧呼吸系统提供了一种低氧气体的制备方法，该低氧呼吸系统能够将洁净空气和氮气配置出不同氧气浓度的低氧气体通过呼吸面罩203供人们使用，可为每个人提供氧气浓度不同的低氧气体，颠覆了传统将低氧气体直接释放在密闭房间供人们使用，这种方法无法满足每个人根据自身要求的氧浓度的低氧气体。并且这种低氧气体的制备方法简单、快捷，专人专用。
41.在本技术的一些实施例中，控制单元固定第一电磁比例阀的比例，通过调节第二电磁比例阀改变空气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；或者，控制单元固定所述第二电磁比例阀的比例，通过调节第一电磁比例阀改变氮气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；或者，控制单元调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀以使混合气体的氧含量符合要求。
42.也就是说，控制单元调节混合气体的氧含量有三种方法：
43.·
控制单元固定第一电磁比例阀的比例，通过调节第二电磁比例阀改变空气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；
44.·
控制单元固定所述第二电磁比例阀的比例，通过调节第一电磁比例阀改变氮气的气量比例，以使混合气体的氧含量符合要求；
45.·
控制单元调节第一电磁比例阀和第二电磁比例阀以使混合气体的氧含量符合要求。
46.在本技术的一些实施例中，在控制单元控制第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀的状态之前，呼吸系统中低氧气体的制备方法还包括：控制单元接收外部指令并根据外部指令设定所述氧含量设定值。
47.在使用者使用呼吸面罩203过程中，呼吸系统中低氧气体的制备方法还包括：控制单元接收外部指令，并根据外部指令调节第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀的状态以调节混合气体的氧含量。也就是说本技术的低氧呼吸系统能够在使用者使用过程中调节混合气体的氧含量，比如使用者进行了一段时间的低氧训练以后，当前的氧含量对使用者已经不适用，这时使用者可向控制单元发出指令，重新设定混合气体的氧含量。
48.在本技术的一些实施例中，低氧呼吸系统还包括人体检测设备，呼吸系统中低氧气体的制备方法还包括：人体检测设备监测使用者的生理参数，并将生理参数发送至控制单元，控制单元根据生理参数调节第一电磁比例阀和/或第二电磁比例阀的状态以调节所述混合气体的氧含量。本技术提出的根据人体检测设备反馈的使用者的生理参数调节混合
气体的氧含量适用于初次进行低氧呼吸的人群，能够为使用者提供适合自身身体状况的氧含量的气体，防止出现氧含量过低危害生命的事故发生。
49.本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法提供两种设定混合气体氧含量的方式，满足大部人的使用需求。
50.在本技术的一些实施例中，如图1-图3所示的实施例，氮气供气支路101-1包括中空纤维膜制氮机和氮气均压装置，中空纤维膜制氮机用于制取高纯度氮气，氮气均压装置用于将高纯度氮气分输给多个配气装置201中的氮气比例调节部；空气供气支路101-2包括空气均压装置，用于将空气分输给多个配气装置201中的空气比例调节部。这样，供气装置101制取得高纯度氮气和洁净空气通过均压装置输送至多个配置装置。也就是说一台供气装置101能为多台配置装置供气，节省硬件成本，同时减少设备占用的空间，为更多人提供训练空间。
51.在本技术的一些实施例中，供气装置采用中空纤维膜制氮机制取的氮气浓度比配气装置201输出气体中氮气浓度高1％及以上，预设浓度的氮气为浓度在93％以上的氮气。
52.在本技术的一些实施例中，氧含量设定值为8％～21％，或者，氧含量设定值根据呼吸需求设定。配气装置的配气精度≤1％。
53.在本技术的一些实施例中，如图2所示的实施例，供气装置101还包括依次连接的空气压缩机、初级过滤装置、冷却装置和高级过滤装置，其中，空气压缩机用于压缩空气，初级过滤装置用于过滤空气中的杂质，冷却装置用于过滤空气中的水，高级过滤装置用于对空气中的杂质进行二次过滤。
54.基于本技术的以上至少一个实施例，本技术提出的低氧呼吸系统能够为使用者提供两种设定低氧气体氧含量的模式，全面考虑每个使用者的需求，为使用者设定合理的低氧气体浓度，即保证使用者的生命安全，又能为低氧训练人群提供所需的低氧气体。
55.以上通过多个实施例描述了本技术实施例的呼吸系统中低氧气体的制备方法及技术优势。下面通过具体的例子描述本技术实施例的低氧呼吸系统制备低氧气体的操作流程。
56.使用者根据自身情况选择设定模式，若为初次进行低氧训练人群，则由低氧呼吸系统根据人体监测设备反馈的生理数据为使用者设定合理的氧浓度，若有一定低氧训练基础的人群则操作浓度调节模块自行设定氧含量。然后，主控制器控制供气装置101开始工作，冷却装置、空气压缩机依次开机，空气经空气压缩机压缩后进入初级过滤装置，经过初级过滤后的压缩空气进入到冷却装置降低压缩空气露点，进一步去除压缩空气中的水分，之后在经过高级过滤装置进行二次过滤。最后压缩空气一部分进入中空纤维膜制取高纯度氮气，在进入氮气均压装置。另外一部分直接进入空气均压装置。供气装置101完成制取高纯度氮气和洁净空气。
57.进一步的，控制单元控制配置装置开始工作，首先打开1-2台配置装置，配气装置201根据预先设定的低氧气体的氧含量，通过氮气比例调节阀和空气比例调节阀控制氮气和空气的气量，调配出符合浓度要求的低氧气体输送至低氧气体存储部，低氧气体存储部的低氧气体经气体浓度检测部检测合格后输送至呼吸面罩203。1-2台配置装置运行稳定后，分批次打开剩余的配气装置201，直至10台配置装置全部打开，为10名低氧训练人员提供低氧气体。
58.在10名低氧训练人员在进行低氧训练过程中，可以根据自身身体情况改变低氧气体的氧含量，已达到最佳训练效果。
59.下面选取一台配置装置氧含量测试数据，如下表：
[0060][0061]
可以看出，本技术提出的低氧呼吸系统提供的低氧气体气量稳定，氧含量设定值与实际值偏差在0.1％-0.2％。低氧训练人员可放心使用。
[0062]
综上所述，本技术提出的呼吸系统中低氧气体的制备方法能够为不同的使用者提供符合使用者自身需求的低氧气体，并且在使用过程中可随时改变低氧气体的氧浓度，满足使用者多样化的需求。
[0063]
上述实施例仅供说明本技术之用，而并非是对本技术的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本技术范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本技术公开的范畴。