一种空氧混合控制方法、系统及设备与流程

本申请属于医用呼吸，具体涉及一种空氧混合控制方法、系统及设备。

背景技术：

1、高流量呼吸湿化治疗，指通过高流量专用鼻塞或其他患者接口，持续为患者提供可以调控并相对恒定吸氧浓度(21％～100％)，温度(31-37℃)和湿度的高流量(8～80l/min)吸入气体的治疗方式。

2、对于正在接受治疗的患者来说，在高流量呼吸湿化治疗设备的使用过程中，输出流量大小和氧浓度高低调节是十分重要的参数。

3、目前，高流量呼吸湿化治疗设备的氧浓度控制有两种方法，一种是通过浮标式氧气流量计调节氧气流量，以实现对氧浓度的控制，该方法无法预设氧浓度，只能通过调节氧气流量来间接地调节实际的氧浓度，该方法的缺点在于输出的氧浓度不准确；另一种是通过微型比例阀和超声氧浓度传感器实现对氧浓度的控制，这种方法可以预设氧浓度，但由于超声氧浓度传感器的响应速度较慢，该方法无法快速达到预设氧浓度。

技术实现思路

1、为了解决目前高流量呼吸湿化治疗设备存在的无法预设氧浓度、输出的氧浓度不准以及氧浓度控制响应较慢等问题，本申请提供了一种空氧混合控制方法、系统及设备，可以使高流量呼吸湿化治疗设备输出的空氧混合气体快速准确地到达预设氧浓度。

2、其中，所述空氧混合控制方法包括：参考值设定步骤：设定混合气体氧浓度的参考值和混合气体流量的参考值；氧浓度反馈补偿步骤：根据混合气体氧浓度的反馈值和参考值得到第三偏差信号，并根据所述第三偏差信号输出氧气流量补偿量；氧气流量控制步骤：根据氧气流量的反馈值、氧气流量的参考值以及所述氧气流量补偿量得到第一偏差信号，并根据第一偏差信号所述输出第一控制量，该第一控制量以氧气流量为被控量；和，空气流量控制步骤：根据混合气体流量的反馈值和参考值之间的第二偏差信号输出第二控制量，该第二控制量以空气流量为被控量。

3、所述空氧混合控制系统包括：参考值设定模块，用于设定混合气体氧浓度的参考值和混合气体流量的参考值；氧浓度反馈补偿模块，该氧浓度反馈补偿模块用于根据混合气体氧浓度的反馈值和参考值得到第三偏差信号，并根据所述第三偏差信号输出氧气流量补偿量；氧气流量控制模块，该氧气流量控制模块用于根据氧气流量的反馈值、氧气流量的参考值以及所述氧气流量补偿量得到第一偏差信号，并根据第一偏差信号所述输出第一控制量，该第一控制量以氧气流量为被控量；空气流量控制模块，该第二反馈控制模块用于根据混合气体流量的反馈值和参考值之间的第二偏差信号输出第二控制量，该第二控制量以空气流量为被控量。

4、所述空氧混合控制设备包括：空氧混合室，该空氧混合室具有空气入口、氧气入口及混合气体出口；空气气路，该空气气路一端供空气进入，另一端连接所述空氧混合室的空气入口；氧气气路，该氧气气路一端供氧气进入，另一端连接所述空氧混合室的氧气入口；和输出气路，该输出气路一端连接所述空氧混合室的混合气体出口，另一端与呼吸机相连以输出所述空气和氧气的混合气体；其中：所述空气气路还包括空气流量控制器；所述氧气气路还包括氧气流量控制器和氧气流量传感器；和，所述混合气路包括混合气体流量传感器和氧浓度传感器；该空氧混合控制设备还包括权利要求5所述的空氧混合控制系统；其中：所述氧气流量传感器用于为所述空氧混合控制系统提供所述氧气流量的反馈值，所述混合气体流量传感器用于为所述空氧混合控制系统提供所述混合气体流量的反馈值，所述氧浓度传感器用于为所述空氧混合控制系统提供混合气体氧浓度的反馈值；和，所述氧气流量控制器用于根据所述第一控制量调整所述氧气气路的流量，所述空气流量控制器用于根据所述第二控制量调整所述空气气路的流量。

5、本申请一方面形成了氧气流量和空气流量的双闭环控制，另一方面通过对氧浓度的检测和反馈补偿了流量控制所存在的偏差，可以实现对氧浓度的精准调节。

技术特征：

1.一种空氧混合控制方法，其特征在于，该空氧混合控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的空氧混合控制方法，其特征在于，所述氧气流量补偿量的表达式为：

3.根据权利要求1所述的空氧混合控制方法，其特征在于，所述第一控制量的表达式为：

4.根据权利要求1所述的空氧混合控制方法，其特征在于，所述第二控制量的表达式为：

5.基于权利要求1-4中的任一项所述的空氧混合控制方法的空氧混合控制系统，其特征在于，该空氧混合控制系统包括：

6.一种空氧混合控制设备，该空氧混合控制设备包括：

技术总结
本申请提供了一种空氧混合控制方法、系统及设备，其中，所述空氧混合控制方法包括：设定混合气体氧浓度的参考值和混合气体流量的参考值；根据混合气体氧浓度的反馈值和参考值得到第三偏差信号，并根据所述第三偏差信号输出氧气流量补偿量；根据氧气流量的反馈值、氧气流量的参考值以及所述氧气流量补偿量得到第一偏差信号，并根据第一偏差信号所述输出第一控制量，该第一控制量以氧气流量为被控量；和，根据混合气体流量的反馈值和参考值之间的第二偏差信号输出第二控制量，该第二控制量以空气流量为被控量。本申请通过对氧浓度的检测和反馈补偿了流量控制所存在的偏差，可以实现对氧浓度的精准调节。

技术研发人员：蔺彦章,李长缨
受保护的技术使用者：海耶尔（广东）医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14