一种高原环境气压装置的制作方法

本实用新型涉及模拟装置技术领域，更具体的说是涉及一种高原环境气压装置。

背景技术：

目前高原训练已经被世界各国普遍接受，有经验的教练会根据运动员不同年龄、不同性别、不同体质，以及不同训练需求，选择不同高度的山地(高原)进行训练。对于日常不运动的人来说，滞留在一定高度的山地(高原)会产生顺应以心肺功能为主的调理作用，但是不同的人应当选择不同的滞留高度。众所周知，不同高度的山地(高原)环境对应一个相对固定的不同气压值，例如：在平地1个大气压时，高度1800m、2400m情况下(气压)分别为0.8个气压、0.74个气压。

专利cn1758936a公布的一种减压室，仅在舱体内设置1个压力传感器，其作用“当室内压力因某种异常下降到500hpa以下时，安装在该室内的压力传感器便开始工作，从利用与该压力传感器进行电连动而成的自动过减压防止阀来吸入外部空气，这样就能防止过减压”，但是对于使用减压室的人来说，气压下降过程中通过控制排气单元瞬间停止同时吸气单元间断吸气，形成气压反弹波动从而帮助使用者缓解和预防因气压持续下降引起生理不适，例如：耳鸣、耳鼓膜疼痛等。

因此，如何提供一种高原环境气压装置，精确模拟创造出能够实现单人、多人能够同时安全、舒适地选择不同高度的高原气压环境，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种高原环境气压装置，能够完全模拟高原的自然环境、气压、氧浓度、温度，并能够对舱室内的体验人员的体征数据指标进行监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高原环境气压装置，包括舱体、与舱体连接的进气单元和排气单元，所述舱体设有开关门，所述进气单元连接有空气过滤单元和压力控制阀；所述舱体内设置有环境检测单元、生命体征监测单元，以及与上述各单元和各系统电连接的控制系统。

优选的，所述环境检测单元设置在舱体内，包括温度传感器、压力传感器和氧浓度传感器。

优选的，所述进气单元包括抽吸泵，所述抽吸泵设置在舱体外且与压力传感器电连接，所述抽吸泵上连通有抽吸管，所述抽吸泵的吸气端设有消音器，所述抽吸管远离抽吸泵的一端位于舱室内。

优选的，所述排气单元包括止回阀、过压旁通吸气阀以及与排气口连接的消音器。

优选的，所述生理指标监测系统包括监测服和手环，所述监测服的胸部位置安装心电监测模块，所述监测服的腋下安装有体温监测模块，所述监测服上设置有第一电源模块和第一信号发射模块，所述心电监测模块、体温监测模块均与第一电源模块和第一信号发射模块电连接；所述手环上安装有第二电源模块，所述第二电源模块电连接有第二信号发射模块、脉搏血氧监测模块和血压监测模块，所述脉搏血氧监测模块、血压监测模块均与第二信号发射模块电连接。

优选的，所述舱体内还设置有信号接收模块，所述信号接收模块与第一信号发射模块、第二信号发射模块均无线通信连接，所述信号接收模块与控制系统电连接。

优选的，所述控制系统设有用于预设标准体征数据的心率标准模块、心电标准模块、体温标准模块、血氧饱和度标准模块和血压标准模块。

优选的，所述舱体外设置有报警器，所述报警器与所述控制系统电连接，用于当舱体内环境数据或人体体征数据超过所述控制系统预设数值时，发生警报。

优选的，所述舱体内设置冲水马桶，在上述冲水马桶的污水管道上分别串联地管道连接有第一闸门阀、污物贮槽以及第二闸门阀，所述污物贮槽具备自来水阀以及用于与上述舱体内压均压化的均压阀，使冲水马桶的污物顺利地向上述舱体的外部排出。

优选的，所述舱体内设置有气流循环装置。

采用上述方案的有益效果是，当在模拟高原环境时，气流循环装置开启，舱体内的气体循环流动，使得舱室内的气压、温度、氧浓度更加均匀，更加符合实际高原环境，体验的真实感更强。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：

1、设置一个密闭的舱室，并在舱室内设置温度、压力、氧浓度等传感器，能够从多个高原环境的指标进行模拟，能够基本比较完全的对高原环境进行模拟，真实感更强，比现有的模拟舱更贴切实际，体验者的体验效果更好；

2、能够对不同海拔的高原环境进行模拟，使体验者能够体验在不同海拔的高原环境适应能力，体验效果更好；

3、体验者在体验时，还能使用手环和监测服对体验者的心率、血氧饱和度、呼吸情况等生理指标进行监测，将监测的生理指标数据与适应性标准体征数据进行对比，更加客观的评判体验者对高原环境的适应能力，也具有一定参考研究价值；

4、本发明具有报警器，体验者体验时若出现紧急情况，可以立即报警更加的安全；

5、设有生活设施，为体验者提供生活方便。

6、本装置可在平地城市精确模拟创造出能够实现单人、多人能够同时安全、舒适地选择和享受对应不同高度的高原气压环境，并按照所设定的压力曲线精确控制壳体内气压环境，以此获得对人体产生生理顺应反应和有疾病预防或治疗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种高原环境气压装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种高原环境气压装置的结构框图。

图3为本实用新型环境检测单元的结构框图。

图4为本实用新型实施例气压变化曲线图。

其中：

1-舱体；2-开关门；3-压力控制阀；4-环境检测单元；5-生命体征监测单元；6-控制系统；7-止回阀；8-信号接收模块；9-报警器；10-冲水马桶；11-第一闸门阀；

12-污物贮槽；13-第二闸门阀；14-自来水阀；15-均压阀；16-空气预过滤器；17-空气主过滤器；18-外部空气吸入阀；19-外部气压测定用绝对压力传感器；20-内压测定用绝对压力传感器；41-温度传感器；42-压力传感器；43-氧浓度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型实施例公开了一种高原环境气压装置，包括舱体1、与舱体连接的进气单元和排气单元，舱体设有开关门2，进气单元连接有空气过滤单元和压力控制阀3；舱体1内设置有环境检测单元4、生命体征监测单元5，以及与上述各单元和各系统电连接的控制系统6,选择三菱公司fx2n系列plc。

具体的，环境检测单元4设置在舱体1内，包括温度传感器41、压力传感器42和氧浓度传感器43。

在一些实施例中，进气单元包括抽吸泵，抽吸泵设置在舱体1外且与压力传感器42电连接，抽吸泵上连通有抽吸管，抽吸泵的吸气端设有消音器，消除噪音带来的影响，抽吸管远离抽吸泵的一端位于舱体1内，在抽吸管上分别串联地连接有压力控制阀3以及空气预过滤器16和空气主过滤器17，实现对空气h14级高效过滤，把吸入舱内的空气中的粉尘、雾霾、纳米级污染物99.99％去除；

同时在舱内增加负离子发生器，开机后释放负离子，模拟出类似高山、高原、森林环境中负氧离子含量(2000个/cm³)，活化舱内空气中氧分子，利于人体康复；

排气单元包括止回阀7、排气管以及与排气口连接的消音器；排气管上串联地连接有止回阀7以及用于对上述舱体1内部的空气进行排气的排气装置，排气装置可以是漩涡风机或水封式真空泵等，启动排气装置一边持续地对舱体1内部的空气进行排气一边通过压力控制阀3的开闭而能够控制舱体内部的压力；通过控制系统控制排气动力单元和吸气单元同时开启、同时关闭、单独排气、单独吸气、持续排气结合断续吸气、持续吸气结合断续排气，创造与所需高原气压环境高度相近的环境所需的气压变化曲线；

根据普遍多数人群从常压下降至600hpa左右时，以及暴露在600hpa左右环境中，身体获得健康反应但避免产生高原反应所需时长，在一些具体的实施例中，增加了上升、下降、和暴露在高原气压环境的时长控制模块，避免快速减压所造成的身体过度承受所引起的不利于健康大的各种生理反应。

按照使用人群平均可接受气压上升和下降时长(10-15min)，可选择和调整舱体内模拟山地(高原)环境所需时长，并且调整在500hpa至常压之间的气压环境内，根据康养所需停留时长保持这种高原环境，这种高原环境包含高原压力值和实际所对应的氧气浓度。

在一些实施例中，排气单元的管道的途中设置外部空气吸入阀18，从而能够打开外部空气吸入阀18再启动排气单元，并在经过一定时间后关闭外部空气吸入阀降低排气单元启动负载，使排气单元延长使用寿命；在舱体内过度减压且排气单元故障无法停止排气时，打开外部空气吸入阀16，能够阻止过度减压同时起到保护设备作用。

在一些实施例中，在舱体外部设置多个外部气压测定用绝对压力传感器19，在舱体内部设置多个内压测定用绝对压力传感器20，通过控制系统控制，不仅能够参照外部压力传感器的测定值精确控制内压，而且不被气候或城市高度差异变化所引起的气压变动，从而精确的控制舱体内压；

舱体内气压持续上升或气压处于相对稳定不变状态过程中，控制系统通过采集舱体内外绝对压力值，结合舱体内有效空气容积和额定使用人员数量，控制排气单元持续排气和吸气单元断续吸气、同时排气和吸气、断续排气和断续吸气，精确调整舱体内空气置换频率，高精度实现舱体内氧气浓度与高原环境的无限接近；

控制系统通过控制进气单元和排气单元，可实现在持续排气所引起的高度上升或气压下降过程中到达2000m至3000m高度气压值时，开启停止排气和断续吸气模式，一定时间后恢复持续排气模式，此种气压控制模式可有效缓解使用人员因持续减压使高度到达2000m至3000m之间时所引起的常见生理不适等状态；

也可实现在停止排气单元和吸气单元工作从而保持在所模拟山地(高原)3000m至3500m气压环境时，启动持续吸气和断续排气模式，创造和模拟出气压“高-低-高-低”的循环波动气压环境，类似飞机遇到湍流后的颠簸模式，目的是让使用者能够获得更加有利于身体顺应反应和预防疾病的效果；

通过使舱体内部的压力在一定时间内下降至相当于海拔3000至3500米的气压并维持该气压一定时间，然后恢复压力至相当于海拔2000至2500米的气压并维持该气压较长时间，从而能够让使用者在防止睡眠障碍的同时长时间康养停留。

在一些实施例中，生命体征监测单元包括监测服和手环，监测服的胸部位置安装心电监测模块，监测服的腋下安装有体温监测模块，监测服上设置有第一电源模块和第一信号发射模块，心电监测模块、体温监测模块均与第一电源模块和第一信号发射模块电连接；手环上安装有第二电源模块，第二电源模块电连接有第二信号发射模块、脉搏血氧监测模块和血压监测模块，脉搏血氧监测模块、血压监测模块均与第二信号发射模块电连接。

有利的，舱体1内还设置有信号接收模块8，信号接收模块8与第一信号发射模块、第二信号发射模块均无线通信连接，信号接收模块8与控制系统6电连接，将采集的体征数据传入控制系统6；控制系统6设有用于预设标准体征数据的心率标准模块、心电标准模块、体温标准模块、血氧饱和度标准模块和血压标准模块。

更有利的，舱体外设置有报警器9，报警器9与控制系统6电连接，用于当舱体1内环境数据或人体体征数据超过控制系统预设数值时，发生警报。

在一些实施例中，为了方便体验者可以长时间停留，除用餐、休息办公等活动外，舱体内设置冲水马桶10，冲水马桶10的污水管道上分别串联地管道连接有第一闸门阀11、污物贮槽12以及第二闸门阀13，污物贮槽12具备自来水阀14以及用于与舱体1内压均压化的均压阀15，通过以下循环使冲水马桶10的污物顺利地向舱体1的外部排出；

循环为：始终打开上述第一闸门阀11以及上述均压阀14，在使用冲水马桶10后将污物冲走并在污物冲走结束后关闭第一闸门阀11以及上述均压阀15，打开第二闸门阀13，打开第二闸门阀13同时打开污物贮槽12的自来水阀14将积存于污物贮槽12的污物向第二闸门阀13之后冲走，关闭第二闸门阀13并打开第一闸门阀11以及均压阀15。

舱体1内设置有气流循环装置，鼓动舱室内的气体循环流动，使得舱室内的气压、温度、氧浓度更加均匀，体验的真实感更强。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。