一种医用气体监控方法及其装置与流程

本发明涉及一种医用气体监控方法及其装置。

背景技术：

随着现代医院条件、环境及医疗质量的不断改善与提高，医用气体越来越多地在医疗环境中使用，医用气体系统包括对高压、低压氧气、真空负压吸引、压缩空气、二氧化碳气体、氮气、笑气和其他特殊气体以及应用于手术室、重症监护室、普通病房等气体的输送、供应和使用。目前，各医用气体通过相应供气装置经由输气管道传输到相应用气区域内的相应用气设备上，以备病人使用。由于医用气体在医疗上起到愈来愈大的作用，医院医护人员和管理人员需要正确了解掌握各用气区域内的用气情况，以保障用气安全，为病人提供有效的医疗措施，因此对医用气体的管理和监控显得尤为重要，需要将医院里面全部的气体集中控制和监控，使医院各个科室或病房需要的气体均能集中管理。

医院所用到的医用气体的种类十分多，如氧气、负压、二氧化碳、氮气、压缩空气、麻醉气等，并且医院中的用气区域多、分布广，例如手术室、病房、诊室等，而各个用气区域所用到的医用气体各不相同的，情况十分复杂。现有的医疗气体系统的监控装置较简单、监控不全面，不能完全检测到各个用气区域的各种气体的供气、运输和使用状态，且不能根据实际需求具体设置各项参数，实用性较差。且各个监控装置安装在不同的监控位置，需要布置多个报警点，增加布管布线数量和成本，各区域的管理各自独立，无法做到信息共享，不便于统一调度，还需要人员逐个巡查各个用气区域内各个用气设备的使用状态，劳动强度大，工作效率低，不能全面、及时地了解全医院的用气情况，当某医用气体的供气、输送或者使用出现异常时，只能就地显示报警，无法远程控制，也无法及时发现与解决，对于病人、医护人员等都存在着很大的人身安全隐患。此外，传统的监控装置检测的信息较为单一，一般只检测气体传输的压力，未能实现气体浓度、流量等参数的检测和报警，只采用指示灯或者蜂鸣器进行报警提醒，无法及时通知到医护人员或者维修人员，造成事故检修的贻误，扩大事故范围，加重事故危害程度。而且监控装置上缺少一定的防护措施，安全性较低，导致任何人均能对医用气体系统发布指令，容易引起非授权人员作出错误的命令和指示，导致系统混乱，无法维持正常的工作状态，不仅不能解决问题，还会使问题扩大，引起更加严重的后果。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种医用气体监控方法及其装置，全面对医疗气体进行监测和控制，集中管理、远程控制，一旦出现问题，及时进行预警和报警提醒，维修方便、易于维护，避免事故的发生，监控安全性高，加强医疗气体的可靠性、直观性和扩展性，保障医用气体的使用安全性，满足现代化医院的建设要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种医用气体监控方法，包括如下步骤：

第一步，将整个医院的医用气体系统分为供气系统、输气系统和用气系统，通过输气系统将供气系统和用气系统一一对应连接，构成整个医用气体系统的完整体系；

第二步，分别在供气系统、输气系统和用气系统上安装压力采集器、浓度采集器、流量采集器和气体泄露采集器，形成压力采集单元、浓度采集单元、流量采集单元和气体泄露采集单元，在输气系统上安装电动感应阀；

第三步，将信号采集模块、显示模块、操作模块、报警模块和无线通信模块通过光纤与监控台连接，并将压力采集单元、浓度采集单元、流量采集单元和气体泄露采集单元与报警模块、显示模块连接，将电动感应阀与操作模块连接；

第四步，在报警模块中的预警数据库中输入各个检测信息的警戒值，在报警数据库中输入各个检测信息的最低值和最高值，并设定预警警告提醒方式和报警警告提醒方式；

信号采集模块将采集到的数据分别发送到显示模块和报警模块，通过显示屏实时显示气体的各种情况，通过数据接收单元接收信号采集模块采集到的各种信息数据，并发送到分析单元进行分析，分析单元将检测到的信息与预警数据库和报警数据库中的数据进行对比；

当信号采集模块采集到的信息到达警戒值时，分析单元控制预警器发出预警信号，并在显示屏中显示预警的具体信息和位置；当信号采集模块采集到信息超出最低值或者最高值时，分析单元控制报警器发出报警信号，并在显示屏中显示报警的具体信息和位置；

第五步，监管人员在监控中心通过监控台进行监控，一旦出现故障，报警模块进行报警时，监管人员根据实际情况，作出相应的处理；当监管人员需要下达操作指令时，通过密码认证器或者指纹认证器进行认证，认证成功后密封装置启动，操作腔打开，监管人员利用操作键盘和鼠标进行各种操作，下达操作指令；当监管人员需要进行通知时，监管人员通过信息发送单元、广播通知单元，或者电话呼叫单元通知医护人员或者技术人员及时进行处理，加快通知速度，提高通知力度；

进一步，在步骤二中，在输气系统中的输气管道每一固定间隔位置处均安装压力采集器、纯度采集器、流量采集器，在用气系统的每一用气设备上均设置电动感应阀；

进一步，在步骤五中，当进行指纹认证时，先将保护盖打开，再将指纹印在指纹认证器上进行认证；

进一步，在步骤五中，当密码认证器或者指纹认证器认证成功时，驱动电机启动，驱动电机带动传动杆转动，传动杆带动驱动齿轮转动，驱动齿轮的转动带动与驱动齿轮啮合的齿条移动，从而使第一密封门和第二密封门在齿条的作用下移动，打开操作腔，显示出操作键盘和鼠标供监管人员使用；否则，当密码认证器或者指纹认证器认证不成功时，第一密封门和第二密封门处于闭合状态，监管人员无法打开操作腔使用操作键盘和鼠标进行操作，提高安全性。

进一步，当医护人员需要使用医用气体时，医护人员利用气体使用终端向监控装置发出医用气体的请求，监控装置将收到请求的医用气体的具体信息发送到气体使用终端，方便医护人员的查看。

一种实现上述的医用气体监控方法的监控装置，包括监控台、信号采集模块、显示模块、操作模块、报警模块和无线通信模块，信号采集模块、操作模块和报警模块均与显示模块连接，报警模块分别与信号采集模块、操作模块和无线通信模块连接，信号采集模块包括压力采集单元、浓度采集单元、流量采集单元和气体泄露采集单元，显示模块包括显示屏，显示屏位于监控台上，操作模块包括参数设置单元、控制单元、操作键盘和鼠标，监控台上设有操作腔，操作键盘和鼠标均位于操作腔内，操作腔上设有密封装置，密封装置上设有密码认证器和指纹认证器，无线通信模块包括信息发送单元、广播通知单元和电话呼叫单元，广播通知单元包括话筒，电话呼叫单元包括电话机，话筒和电话机均安装在监控台上。

进一步，密封装置包括相互对称的第一密封门、第二密封门和驱动器，操作腔内设有移动槽，第一密封门和第二密封门分别滑动连接在移动槽上，第一密封门和第二密封门的上表面与监控台的上表面齐平，密码认证器和指纹认证器分别位于第一密封门和第二密封门的上表面，密码认证器和指纹认证器均与驱动器连接。设置的驱动器带动第一密封门和第二密封门在移动槽上移动，保持第一密封门和第二密封门移动的平稳性和闭合的严密性，第一密封门和第二密封门的上表面与监控台的上表面齐平，使得第一密封门和第二密封门在闭合时保持监控台外观的平整，便于监管人员的工作；只有通过密码认证器和指纹认证器的人员才能启动驱动器打开操作腔进行操作，否则只有查看的权利，没有操控的权利，提高监控装置的安全性。

进一步，驱动器包括驱动电机、传动杆和驱动齿轮，驱动电机通过联轴器与传动杆连接，驱动齿轮固定连接在传动杆上，第一密封门和第二密封门的下侧均设有齿条，齿条的两端均设有限位块，齿条与传动杆垂直设置，齿条与驱动齿轮相啮合。驱动电机转动，带动传动杆转动，传动杆带动驱动齿轮转动，驱动齿轮的转动带动与驱动齿轮啮合的齿条移动，从而带动第一密封门和第二密封门在移动槽内移动，实现操作腔的开启和关闭；设置的限位块限制齿条的移动距离，避免齿条在驱动齿轮的带动下脱离驱动齿轮，导致传动失败。

进一步，第二密封门上设有指纹槽，指纹认证器位于指纹槽内，指纹槽上铰接有保护盖，保护盖的上表面与第二密封门的上表面齐平。设置的保护盖将指纹认证器隐藏在指纹槽内，避免指纹认证器受到灰尘等物质的污染，减弱指纹认证的效果，同时保护盖的上表面与第二密封门的上表面齐平，方便第二密封门在移动槽内的移动，避免保护盖和指纹认证器受到监控台的碰撞，降低指纹认证器的使用寿命。

进一步，报警模块包括数据接收单元、预警数据库、报警数据库、分析单元、预警器和报警器，数据接收单元与信号采集模块连接，分析单元分别与数据接收单元、预警数据库、报警数据库、预警器、报警器和显示屏连接。信号采集模块将采集到的各项数据发送到数据接收单元，数据接收单元将信息发送到分析单元进行分析，分析单元将检测到的各项数据与预警数据库和报警数据库中的数据进行对比，若数据达到了预警值，则将有危险的信息数据和位置在显示屏上进行标示并通过预警器产生预警信号来提示工作人员，预知系统的前期异常状况，以便提前作出防护和处理，减少系统的正常运行的安全隐患，降低事故发生率；若数据达到了报警值，则将报警的信息数据和位置在显示屏上进行标示并通过报警器产生报警信号，及时通知监管人员进行处理，加快处理速度，降低事故带来的损失。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过在供气系统、输气系统和用气系统上安装压力采集器、浓度采集器、流量采集器和气体泄露采集器，采集各个区域各种气体各个阶段的实时压力值、浓度值、流量值和输送管道的气密性，从各方面了解气体的各项参数，避免气体泄露，监控全面，能全方位检测到各个用气区域的各种气体的供气、运输和使用状态，使管理人员和医护人员充分了解医用气体状态，提高管理和使用便捷性；

2、通过光纤将采集到的信息传输至监控中心的监控台中，通过监控台上的显示屏统一显示出各个区域的医用气体的情况，对所有运行参数形成完善的数据库文件，实现各区域的信息共享，监管人员能迅速获取医用气体各种信息，全面动态地掌握医用气体情况及设备运行情况，协调各用气区域的用气情况，便于统一监控、管理，无需人员逐个巡查各个用气区域内各个用气设备的使用状态，降低劳动强度，提高工作效率；通过操作模块控制电动感应阀、供气系统、输气系统和用气系统，实现远程对医用气体的统一调控，还可以根据实际需求具体设置各项参数，使用灵活、方便，实用性较好；

3、通过分析单元将信号采集模块采集到的各项数据与预警数据库和报警数据库中的数据进行分析对比，将有危险的信息数据在显示模块上进行标示并通过预警器产生预警信号来提示工作人员，预知系统的前期异常状况，以便提前作出防护和处理，减少系统的正常运行的安全隐患，降低事故发生率；

4、当某医用气体的供气、输送或者使用出现异常时，通过报警模块报警，并通过显示屏具体显示故障发生地点以及故障发生原因，及时发现与解决问题，加快处理速度；监管人员可以通过信息发送单元、广播通知单元，或者电话呼叫单元及时通知医护人员或者技术人员进行处理，通过多种方式通知，加强了通知力度，加快了通知速度，也可以通过操作模块进行操作，控制供气系统、输气系统和用气系统的运行，避免事故检修的贻误，减缓事故危害程度，减少病人、医护人员等的人身安全隐患；从用气区域的医院相关人员、医院用气监管中心的监管人员以及技术人员三个方面，实现了及时对气源压力异常情况的处理，既保障了病人的治疗效果，又确保了病人与医护人员的人身安全；

5、当监控中心无人监控时，将密封装置合上，使操作键盘和鼠标隐藏在操作腔内，不受外界环境的影响，避免无授权人员随意动用操作模块，下达误指令，提高监控装置使用的安全保密性；当监管人员需要通过操作模块下达指令时，在密码认证器上输入认证密码或者在指纹认证器上输入指纹信息，密码认证器或者指纹认证器验证出正确的密码或者指纹后，才能启动密封装置打开操作腔，通过操作键盘和鼠标进行各项操作，提高监控装置的防护力度和安全性。

本发明能全面对医疗气体进行监测和控制，集中管理、远程控制，人工成本低，一旦出现问题，及时进行预警和报警提醒，维修方便、易于维护，避免事故的发生，监控安全性高，加强医疗气体的可靠性、直观性和扩展性，保障医用气体的使用安全性，满足现代化医院的建设要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种监控装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明中密封装置的结构示意图；

图4为本发明中监控台的结构示意图；

图5为本发明中监控装置的结构框图；

图6为本发明中报警模块的结构框图。

附图标记：1、监控台；11、操作腔；2、信号采集模块；21、压力采集单元；22、浓度采集单元；23、流量采集单元；24、气体泄露采集单元；3、显示模块；31、显示屏；4、操作模块；41、参数设置单元；42、控制单元；43、操作键盘；44、鼠标；5、报警模块；51、数据接收单元；52、预警数据库；53、报警数据库；54、分析单元；55、预警器；56、报警器；6、无线通信模块；61、信息发送单元；62、广播通知单元；621、话筒；63、电话呼叫单元；631、电话机；7、密封装置；71、第一密封门；72、第二密封门；73、移动槽；74、驱动电机；741、联轴器；75、传动杆；76、驱动齿轮；77、齿条；771、限位块；81、密码认证器；82、指纹认证器；83、指纹槽；84、保护盖。

具体实施方式

本发明的一种医用气体监控方法，包括如下步骤：

第一步，将整个医院的医用气体系统分为供气系统、输气系统和用气系统，通过输气系统将供气系统和用气系统一一对应连接，构成整个医用气体系统的完整体系；用气系统中的用气设备例如为氧气储罐、呼吸机、手术器具等，供气系统包括各种供气装置，如氧气罐、负压机组、空压机组等，每个用气设备通过输气系统中的输气管道与相应的供气系统中的供气装置连接，每个输气管道内输送的气源压力、流量、浓度的范围根据所输送的气源种类、最终输出气源的用气设备的种类与用途而设定。

第二步，分别在供气系统和用气系统上安装压力采集器、浓度采集器、流量采集器和气体泄露采集器，在输气系统中的输气管道每一固定间隔位置处均安装压力采集器、纯度采集器、流量采集器，形成压力采集单元21、浓度采集单元22、流量采集单元23和气体泄露采集单元24；在用气系统的每一用气设备上均设置电动感应阀，通过在供气系统、输气系统和用气系统上安装压力采集器、浓度采集器、流量采集器和气体泄露采集器，采集各个区域各种气体各个阶段的实时压力值、浓度值、流量值和输送管道的气密性，从各方面了解气体的各项参数，避免气体泄露，监控全面，能全方位检测到各个用气区域的各种气体的供气、运输和使用状态，使管理人员和医护人员充分了解医用气体状态，提高管理和使用便捷性。

第三步，将信号采集模块2、显示模块3、操作模块4、报警模块5和无线通信模块6通过光纤与监控台1连接，并将压力采集单元21、浓度采集单元22、流量采集单元23和气体泄露采集单元24与报警模块5、显示模块3连接，将电动感应阀与操作模块4连接；通过光纤将采集到的信息传输至监控中心的监控台1中，通过监控台1上的显示屏31统一显示出各个区域的医用气体的情况，对所有运行参数形成完善的数据库文件，实现各区域的信息共享，监管人员能迅速获取医用气体各种信息，全面动态地掌握医用气体情况及设备运行情况，协调各用气区域的用气情况，便于统一监控、管理，无需人员逐个巡查各个用气区域内各个用气设备的使用状态，降低劳动强度，提高工作效率；通过操作模块4控制电动感应阀、供气系统、输气系统和用气系统，实现远程对医用气体的统一调控，还可以根据实际需求具体设置各项参数，使用灵活、方便，实用性较好。

第四步，在报警模块5中的预警数据库52中输入各个检测信息的警戒值，在报警数据库53中输入各个检测信息的最低值和最高值，并设定预警警告提醒方式和报警警告提醒方式；

信号采集模块2将采集到的数据分别发送到显示模块3和报警模块5，通过显示屏31实时显示气体的各种情况，通过数据接收单元51接收信号采集模块2采集到的各种信息数据，并发送到分析单元54进行分析，分析单元54将检测到的信息与预警数据库52和报警数据库53中的数据进行对比；

当信号采集模块2采集到的信息到达警戒值时，分析单元54控制预警器55发出预警信号，并在显示屏31中显示预警的具体信息和位置；当信号采集模块2采集到信息超出最低值或者最高值时，分析单元54控制报警器56发出报警信号，并在显示屏31中显示报警的具体信息和位置。

第五步，监管人员在监控中心通过监控台1进行监控，一旦出现故障，报警模块进行报警时，监管人员根据实际情况，作出相应的处理；当监管人员需要下达操作指令时，通过密码认证器81或者指纹认证器82进行认证，当进行指纹认证时，先将保护盖84打开，再将指纹印在指纹认证器82上进行认证，当密码认证器81或者指纹认证器82认证成功时，驱动电机74启动，驱动电机74带动传动杆75转动，传动杆75带动驱动齿轮76转动，驱动齿轮76的转动带动与驱动齿轮76啮合的齿条77移动，从而使第一密封门71和第二密封门72在齿条77的作用下移动，打开操作腔11，显示出操作键盘43和鼠标44供监管人员使用；否则，当密码认证器81或者指纹认证器82认证不成功时，第一密封门71和第二密封门72处于闭合状态，监管人员无法打开操作腔11使用操作键盘43和鼠标44进行操作，提高安全性。当监管人员需要进行通知时，监管人员通过信息发送单元61、广播通知单元62，或者电话呼叫单元63通知医护人员或者技术人员及时进行处理，加快通知速度，提高通知力度。

当医护人员需要使用医用气体时，医护人员利用气体使用终端向监控装置发出医用气体的请求，监控装置将收到请求的医用气体的具体信息发送到气体使用终端，方便医护人员的查看。

如图1-6所示，为本发明的一种实现上述的医用气体监控方法的监控装置，包括监控台1、信号采集模块2、显示模块3、操作模块4、报警模块5和无线通信模块6，信号采集模块2、操作模块4和报警模块5均与显示模块3连接，报警模块5分别与信号采集模块2、操作模块4和无线通信模块6连接，信号采集模块2包括压力采集单元21、浓度采集单元22、流量采集单元23和气体泄露采集单元24，通过压力采集单元21、浓度采集单元22、流量采集单元23和气体泄露采集单元24分别对气体的压力值、浓度值、流量值和气密性进行全面进行监控，加强监控力度。

显示模块3包括显示屏31，显示屏31位于监控台1上，操作模块4包括参数设置单元41、控制单元42、操作键盘43和鼠标44，监控台1上设有操作腔11，操作键盘43和鼠标44均位于操作腔11内，操作腔11上设有密封装置7，密封装置7上设有密码认证器81和指纹认证器82；当监控中心无人监控时，将密封装置7合上，使操作键盘43和鼠标44隐藏在操作腔11内，不受外界环境的影响，避免无授权人员随意动用操作模块4，下达误指令，提高监控装置使用的安全保密性；当监管人员需要通过操作模块4下达指令时，在密码认证器81上输入认证密码或者在指纹认证器82上输入指纹信息，密码认证器81或者指纹认证器82验证出正确的密码或者指纹后，才能启动密封装置7打开操作腔11，通过操作键盘43和鼠标44进行各项操作，提高监控装置的防护力度和安全性。

密封装置7包括相互对称的第一密封门71、第二密封门72和驱动器，操作腔11内设有移动槽73，第一密封门71和第二密封门72分别滑动连接在移动槽73上，第一密封门71和第二密封门72的上表面与监控台1的上表面齐平，密码认证器81和指纹认证器82分别位于第一密封门71和第二密封门72的上表面，密码认证器81和指纹认证器82均与驱动器连接。设置的驱动器带动第一密封门71和第二密封门72在移动槽73上移动，保持第一密封门71和第二密封门72移动的平稳性和闭合的严密性，第一密封门71和第二密封门72的上表面与监控台1的上表面齐平，使得第一密封门71和第二密封门72在闭合时保持监控台1外观的平整，便于监管人员的工作；只有通过密码认证器81和指纹认证器82的人员才能启动驱动器打开操作腔11进行操作，否则只有查看的权利，没有操控的权利，提高监控装置的安全性。

驱动器包括驱动电机74、传动杆75和驱动齿轮76，驱动电机74通过联轴器741与传动杆75连接，驱动齿轮76固定连接在传动杆75上，第一密封门71和第二密封门72的下侧均设有齿条77，齿条77的两端均设有限位块771，齿条77与传动杆75垂直设置，齿条77与驱动齿轮76相啮合。驱动电机74转动，带动传动杆75转动，传动杆75带动驱动齿轮76转动，驱动齿轮76的转动带动与驱动齿轮76啮合的齿条77移动，从而带动第一密封门71和第二密封门72在移动槽73内移动，实现操作腔11的开启和关闭；设置的限位块771限制齿条77的移动距离，避免齿条77在驱动齿轮76的带动下脱离驱动齿轮76，导致传动失败。在传动杆75上设有第一限位支架，传动杆75转接在第一限位支架上，在齿条77上设有第二限位支架，齿条77滑动连接在第二限位支架上，第一限位支架和第二限位支架用来固定传动杆75和齿条77，并分别限制传动杆75的转动和齿条77的移动，避免传动杆75和齿条77偏移位置，提高驱动器的结构稳定性和工作精度。

第二密封门72上设有指纹槽83，指纹认证器82位于指纹槽83内，指纹槽83上铰接有保护盖84，保护盖84的上表面与第二密封门72的上表面齐平。设置的保护盖84将指纹认证器82隐藏在指纹槽83内，避免指纹认证器82受到灰尘等物质的污染，减弱指纹认证的效果，同时保护盖84的上表面与第二密封门72的上表面齐平，方便第二密封门72在移动槽73内的移动，避免保护盖84和指纹认证器82受到监控台1的碰撞，降低指纹认证器82的使用寿命。

无线通信模块6包括信息发送单元61、广播通知单元62和电话呼叫单元63，广播通知单元62包括话筒621，电话呼叫单元63包括电话机631，话筒621和电话机631均安装在监控台1上。监管人员可以通过信息发送单元61、广播通知单元62，或者电话呼叫单元63及时通知医护人员或者技术人员进行处理，通过多种方式通知，加强了通知力度，加快了通知速度，也可以通过操作模块4进行操作，控制供气系统、输气系统和用气系统的运行，避免事故检修的贻误，减缓事故危害程度，减少病人、医护人员等的人身安全隐患；从用气区域的医院相关人员、医院用气监管中心的监管人员以及技术人员三个方面，实现了及时对气源压力异常情况的处理，既保障了病人的治疗效果，又确保了病人与医护人员的人身安全。

报警模块5包括数据接收单元51、预警数据库52、报警数据库53、分析单元54、预警器55和报警器56，数据接收单元51与信号采集模块2连接，分析单元54分别与数据接收单元51、预警数据库52、报警数据库53、预警器55、报警器56和显示屏31连接。信号采集模块2将采集到的各项数据发送到数据接收单元51，数据接收单元51将信息发送到分析单元54进行分析，分析单元54将检测到的各项数据与预警数据库52和报警数据库53中的数据进行对比，若数据达到了预警值，则将有危险的信息数据和位置在显示屏31上进行标示并通过预警器55产生预警信号来提示工作人员，预知系统的前期异常状况，以便提前作出防护和处理，减少系统的正常运行的安全隐患，降低事故发生率；若数据达到了报警值，则将报警的信息数据和位置在显示屏31上进行标示并通过报警器56产生报警信号，及时通知监管人员进行处理，加快处理速度，降低事故带来的损失。预警器55和报警器56采用声音警示器或者光警示器或者两者的结合，提高警示效果。分析单元54还将可以将警报信号传达给医护人员及相关技术人员的移动终端上，实现对异常情况的及时应急处理，确保了病人与医护人员的人身安全。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。