一种具有网络监测功能的医用制氧的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有网络监测功能的医用制氧机，包括空气过滤器、压缩机、除湿器、吸附塔、湿化瓶和控制电路，其中，空气过滤器连接压缩机，压缩机通过除湿器与电磁阀连接，电磁阀与吸附塔连接，吸附塔则与储氧罐连接，储氧罐通过流量计与湿化瓶连接，压缩机与所述电磁阀分别与控制电路连接，控制电路通过总线USB接口转换器与计算机连接；本实用新型以空气为原料，不加任何添加剂，采用分子筛变压吸附原理制作浓度大于90％的医用氧气，无高压压力容器，在社区和乡镇医院使用安全、便捷，满足社区和乡镇医院救护和中老年保健使用。
【专利说明】-种具有网络监测功能的医用制氧机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种具有网络监测功能的医用制氧机。
【背景技术】
[0002] 随着时光的流逝，特别是步入中老年以后，人的正常生理功能不可避免地出现了 许多退化及病理变化，如心脑血管疾病、呼吸系统疾病等，这些病理变化导致人体器官及组 织细胞缺氧，缺氧又加重病情，并导致非常严重的后果。老年人因身体组织发生蜕行性病变 所导致的缺氧带有不可逆性，即不可能恢复到正常状态，需要经常性的补氧来改善身体的 供氧状况。每日吸氧能增强体能，延缓衰老。长期吸氧可以有效去除体虚、疲劳、胸闷、心悸、 憋气、眩晕等症状。尤其在情绪激动、忧伤时立即吸氧，可以迅速缓解心绞痛、心肌梗塞、脑 血栓、中风等病症的病情。
[0003] 长期氧疗对心脑血管疾病患者有着非常重要的意义。吸氧能够增加血液中的氧含 量，促进血液循环，改善心脑及全身组织器官的缺氧状态，从而防治心脑血管疾病的发生和 发展。即使是没有病症的老年人，长期吸氧也是非常有益的，能够起到强身健体、延缓身体 器官老化等诸多作用。
[0004] 在社区和乡镇小医院没有大型制氧系统，居民家庭医用制氧机的拥有率很低。 实用新型内容
[0005] 本实用新型为了解决上述问题，提出了一种具有网络监测功能的医用制氧机，该 装置利用分子筛PSA变压吸附技术生产医用氧，流量为3升/分钟可调，具有网络监测功 能，社区和乡镇医院医生可通过计算机显示器监视各台制氧机的流量和氧气浓度情况，及 时掌握病人的吸氧情况。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0007] -种具有网络监测功能的医用制氧机，包括空气过滤器、压缩机、除湿器、吸附塔、 湿化瓶和控制电路，其中，空气过滤器连接压缩机，压缩机通过除湿器与电磁阀连接，电磁 阀与吸附塔连接，吸附塔则与储氧罐连接，储氧罐通过流量计与湿化瓶连接，压缩机与所述 电磁阀分别与控制电路连接，控制电路通过总线USB接口转换器与计算机连接。
[0008] 所述控制电路，包括单片机，单片机连接CAN总线芯片，CAN总线芯片通过总线USB 接口转换器与计算机连接，单片机连接有流量传感器和氧气浓度传感器，压缩机、电磁阀与 单片机通信。
[0009] 所述流量传感器采用超声波流量传感器，检测流出流量计的气体流量值。
[0010] 所述氧气浓度传感器采用高性能进口电化学式传感器，检测流出储氧罐的氧气浓 度值。
[0011] 所述CAN总线芯片为PCA82C250芯片。
[0012] 所述单片机为STC89C52单片机，单片机还分别与键盘和IXD显示器连接。
[0013] 所述压缩机为无油压缩机，其泄压阀设定在0. 2MPa。
[0014] 所述电磁阀采用五位三通阀。
[0015] 所述吸附塔有两个，通过医用塑胶管与电磁阀连接，各吸附塔均设有沸石分子筛。
[0016] 本实用新型的工作原理为：本装置采用加压吸附常压解吸（HP)方法，流程为双塔 方式：原料空气由压缩机或风机加压后，经过空气预处理装置除去油、尘埃等固体杂质及大 量的水，并冷却至常温，经过处理后的压缩空气由进气阀进入装有干燥剂和分子筛的吸附 塔，空气中的氮气、二氧化碳、水等被吸附，流出的气体即为高纯度的氧气，当吸附塔达到一 定的饱和度后，进气阀关闭冲洗阀打开，吸附塔进入冲洗阶段，然后冲洗阀关闭，解吸阀打 开，进入解吸再生阶段，真空解吸流程抽真空，这样即完成了一个循环周期。由两只吸附塔 分别进行相同的循环过程，工作于不同的阶段，从而实现连续供气。单片机将采集到的流量 和氧气浓度传感器信号计算后通过CAN总线传递到计算机进行显示和监测。
[0017] 本实用新型的有益效果为：
[0018] 1.采用计算机对多台制氧机进行流量和浓度监测，提高了病人在社区和乡镇医院 吸氧的安全性，有效降低中老年人心血管疾病的突然发生；
[0019] 2.采用超声波流量传感器和电化学浓度传感器检测流量和浓度，测量结果准确；
[0020] 3.以空气为原料，不加任何添加剂，采用分子筛变压吸附原理制作浓度大于90% 的医用氧气，无高压压力容器，在社区和乡镇医院使用安全、便捷，满足社区和乡镇医院救 护和中老年保健使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0022] 图2为本实用新型控制电路的结构示意图；
[0023] 图3为本实用新型接入网络的原理图。
[0024] 其中，1.空气过滤器，2.无油压缩机，3.除湿器，4.电磁阀，5.吸附塔，6.储氧罐， 7.流量计，8.湿化瓶，9.单片机，10.键盘和IXD显示，11. CAN总线芯片，12.计算机，13.流 量传感器，14.氧气浓度传感器。
【具体实施方式】：
[0025] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0026] 如图1所示，一种具有网络监测功能的医用制氧机，包括空气过滤器1、无油压缩 机2、除湿器3、电磁阀4、两个吸附塔5、储氧罐6、流量计7、湿化瓶8和单片机9。空气过滤 器1与无油压缩机2连接，无油压缩机2与除湿器3连接，除湿器3与电磁阀4连接，电磁 阀4与吸附塔5连接，吸附塔5与储氧罐6连接，储氧罐6与流量计7连接，流量计7和湿 化瓶8连接。
[0027] 如图2所示，一种具有网络监测功能的医用制氧机的控制电路，包括单片机9,单 片机9与无油压缩机2、电磁阀4连接，单片机9还分别与键盘和IXD显示器10、CAM总线 芯片11、流量传感器13、氧气浓度传感器14连接，CAM总线芯片11通过双绞线与计算机12 连接。
[0028] 所述吸附塔5设有沸石分子筛。
[0029] 所述电磁阀4采用五位三通阀。
[0030] 所述单片机9的型号为STC89C52,单片机9与CAM总线芯片11连接，CAM总线芯 片11采用PCA82C250芯片。
[0031] 所述氧气浓度传感器14为电化学传感器，与单片机9连接。
[0032] 所述流量传感器13采用超声波原理。
[0033] 如图3所示，多个具有网络监测功能的医用制氧机连接计算机，构成监控网络。计 算机和制氧机之间的通讯采用CAN总线方式，CAN总线（Controller Area Network,控制器 局域网）是ISO国际标准化的串行通信协议，它只采用了 0SI参考模型全部7层中的三层， 即物理层、数据链路层和应用层。应用层数据直接取自数据链路层或直接向数据链路层写 数据。
[0034] CAN总线的拓扑结构是一个典型的串行总线的结构形式。CAN总线中一个节点发 送信息，多个节点接收信息，采用的是广播式的存取工作方式。
[0035] 在CAN总线协议中是通过一种非破坏性的仲裁方式来实现冲突检测。当总线出现 发送冲突时，通过仲裁后，原发送信息不会受到任何影响。所有的仲裁判别都不会破坏优先 级高的报文信息内容，也不会对其发送，产生任何的时延。这种仲裁规则可以使信息和时间 均无损失。
[0036] 报文的优先级结合在仲裁场11位标识符ID中，若具有相同标识符ID的一个数据 帧和一个远程帧同时初始化，数据帧优先于远程帧。为了实现仲裁，CAN总线协议定义两 种逻辑状态--"显性位"和"隐性位"。"显性位"一定会在和"隐性位"的判别过程中获 胜，也就是报文标识符的值越小，其优先级就越高。CAN总线是按位进行仲裁。当节点向总 线发送信息同时，也在读取总线的电平。如果发送的电平与读取的电平相同，则继续发送下 一位，若在某一时刻发送一个"隐性位"，但是读取回来的却是"显性位"则停止发送，退出竞 争。余下的节点继续重复上述过程，直到总线上只剩下一个节点发送的电平为止。而在冲 突中被仲裁掉的节点，待下一个总线空闲期再次尝试发送
[0037] 采用CAN总线的医用制氧机由CAN总线基站、计算机构成。CAN总线基站安装与各 个医用制氧机上，用于发射当前制氧机的流量和氧气浓度，每个基站都有唯一固定的地址， 根据制氧机号编为1、2…N。CAN总线主站是计算机，用于接收基站的发射信息。基站会按 规定的数据格式不停的发送当前基站对应的制氧机状态，根据检测到数据计算机显示各台 制氧机的信息。
[0038] CAN总线接口电路采用完全符合IS011898国际标准的PCA82C250芯片，各功能引 脚如下：
[0039] 1脚：欲发送数据的输入端；
[0040] 2脚：电源地端；
[0041] 3脚：电源端；
[0042] 4脚：接收数据的输出端；
[0043] 5脚：参考电压的输出端；
[0044] 6脚：低电平CAN总线输入/输出端；
[0045] 7脚：高电平CAN总线输入/输出端；
[0046] 8脚：总线脉冲斜率控制电阻连接端。
[0047] PCA82C250可以提供对总线数据的差动发送能力和对通信总线数据的差动接收能 力。其引脚8较为特殊，该引脚用于选择电路自身的工作方式；高速、斜率控制和待机。该 脚接地时，PCA82C250工作于高速通信方式；接一个一定阻值的电阻器后再接地，用于控制 发送数据脉冲的上升和下降斜率（斜率正比于引脚8上的电流值），用以减少射频干扰；该 脚接高电平时，电路进入低电流待机状态。在这种方式下，发送器被关闭，接收器转至低电 流工作，但接收器仍可对CAN总线上的"显性"位做出。如果PCA82C250处于通信总线的网 络终端，在总线上需要加一个120 Ω左右的匹配电阻。
[〇〇48] 上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新 型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本 领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护 范围以内。
【权利要求】
1. 一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：包括空气过滤器、压缩机、除湿 器、吸附塔、湿化瓶和控制电路，其中，空气过滤器连接压缩机，压缩机通过除湿器与电磁阀 连接，电磁阀与吸附塔连接，吸附塔则与储氧罐连接，储氧罐通过流量计与湿化瓶连接，压 缩机与所述电磁阀分别与控制电路连接，控制电路通过总线USB接口转换器与计算机连 接。
2. 如权利要求1所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述控制电 路，包括单片机，单片机连接CAN总线芯片，CAN总线芯片通过总线USB接口转换器与计算 机连接，单片机连接有流量传感器和氧气浓度传感器，压缩机、电磁阀与单片机通信。
3. 如权利要求2所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述流量传 感器采用超声波流量传感器，检测流出流量计的气体流量值。
4. 如权利要求2所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述氧气浓 度传感器采用高性能进口电化学式传感器，检测流出储氧罐的氧气浓度值。
5. 如权利要求2所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述CAN总 线芯片为PCA82C250芯片。
6. 如权利要求2所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述单片机 为STC89C52单片机，单片机还分别与键盘和IXD显示器连接。
7. 如权利要求1所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述压缩机 为无油压缩机，其泄压阀设定在〇. 2MPa。
8. 如权利要求1所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述电磁阀 采用五位三通阀。
9. 如权利要求1所述的一种具有网络监测功能的医用制氧机，其特征是：所述吸附塔 有两个，通过医用塑胶管与电磁阀连接，各吸附塔均设有沸石分子筛。
【文档编号】C01B13/02GK203890057SQ201420249460
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】李克明, 张顺海, 李克勤 申请人:山东柯华健康科技有限公司