电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法的制作方法

本发明涉及医疗设备制造，尤其是指电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法。

背景技术：

1、呼吸机控制中需要对病人端吸入氧气的浓度进行精确控制。已提供病人特定氧浓度的气体，达到呼吸治疗效果。对于气动电控呼吸机来说可以通过已有的配比算法控制来实现，而对于电动电控的呼吸机由于空气气源由涡轮风机构成，其输出流量稳定性较弱，按照气动电控呼吸机算法进行空氧混合无法得到准确的盐浓度，因此需对其进行调整，该算法的前提是可以对总流量和氧气流量进行精确监测，可以对氧气流量进行精确控制。

技术实现思路

1、本发明旨在对空气和氧气的体积进行合理配比的同时简化氧气配比控制，为此，本发明提出电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，按该算法进行空氧配比后氧浓度的精度可达到5％以内。

2、为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，包括经验公式的取得、氧浓度跟随总流量变化的最佳跟随延时的确定以及用经验公式实现氧流量控制的方法。

3、优选地，所述经验公式的取得有：

4、(1)先用一个总流量传感器测量空氧混合后的混合流量，再用另一个流量传感器对氧气的流量进行测量，最后在空氧混合输出端放置氧浓度传感器，以测量空氧混合后的氧浓度；

5、(2)通过涡轮增压风机控制空气、可控流量的比例阀控制氧气，在总流量和氧气流量两者变化的允许范围内进行调节，并将数值进行记录(反复进行试验)，记录下(1)中所提及的氧浓度传感器的多次测量值；

6、(3)归纳(2)中的多次试验数据，拟合得到一个经验公式：

7、y＝(a-0.21)*b/(1-0.21)

8、式中，a为氧浓度，b为总流量，y为氧气流量。

9、优选地，所述氧浓度跟随总流量变化的最佳跟随延时的确定：

10、通过反复多次试验观察可知，风机输出流量稳定性高，流量变化响应快的风机可以将延时时间缩短，风机输出流量稳定性差的，跟随延时会加长，跟随延时加长会导致氧浓度调整到设定值的时间加长，跟随延迟时间过短会导致氧气输出流量振荡；

11、综合多次试验结果验证，氧浓度跟随总流量变化的跟随延时由风机的输出流量特性确定，最佳跟随延时的时长为10ms。

12、优选地，所述用经验公式实现氧流量控制的方法包括：

13、(1)根据经验公式计算出所需氧气流量，通过闭环pid算法调节氧气流量到计算出的氧气流量；

14、(2)监测氧浓度传感器输出氧浓度，根据输出氧浓度计算出浓度控制偏差，将偏差均一化处理，在下一次通气开始时修正到氧气输出流量中进行补偿，往复开展最终使得输出氧浓度达到目标氧浓度；

15、(3)操作涡轮增压风机及可控流量的比例阀调节输出流量的稳定性使氧浓度跟随总流量变化的跟随延时接近最佳时长10ms；

16、(4)设氧气混入位置为涡轮增压风机出气口，通过涡轮增压风机出口的跟随混氧实现21％-100％任意氧浓度控制调节。

17、综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果为：

18、通过本算法给出的公式，根据设定的总流量和氧浓度的需求，计算出需要控制的氧气流量，采用常规的控制算法控制氧气流量跟随总流量变化，能够避免跟随延迟时间过短导致的氧气输出流量振荡，还有此公式简单可行且配比精度较高，经由该公式代算后进行空氧配比所得出气的氧浓度其精度可达到5％以内。

技术特征：

1.电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，其特征在于，包括经验公式的取得、氧浓度跟随总流量变化的最佳跟随延时的确定和用经验公式实现氧流量控制的方法，其中所述经验公式的取得如下：

2.根据权利要求1所述的电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，其特征在于，所述氧浓度跟随总流量变化的最佳跟随延时的确定：

3.根据权利要求1所述的电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，其特征在于，所述用经验公式实现氧流量控制的方法包括：

技术总结
本发明涉及医疗设备制造技术领域，尤其涉及电动电控呼吸机空氧混合浓度配比算法，其包括：经验公式的取得、氧浓度跟随总流量变化的最佳跟随延时的确定和用经验公式实现氧流量控制的方法，进行了多次试验，归纳数据，拟合得到经验公式：y＝(a‑0.21)*b/(1‑0.21)，且式中y为氧气流量，a为氧浓度，b为总流量。本发明不仅能由设定的总流量和氧浓度代入算法计算出需要配比的氧气流量，进而简化氧气配比控制，同时只需运用常规的控制算法控制氧气流量跟随总流量变化，而且按该算法进行空氧配比后氧浓度的精度能达到5％以内。

技术研发人员：刁俊,侯云龙,陈继伟,刘国罡,苏子华
受保护的技术使用者：北京航天长峰股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13