专利名称：一氧化氮气体吸入流量控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将气体吸入人体的装置，特别是在吸入的空气中自动掺兑适量的一氧化氮气体而对某些疾病进行治疗的装置。
一氧化氮是近年来发现的一种活性因子，其作用涉及到机体的各个领域，对一氧化氮的研究已经成为生物医学的前沿热点。1988年Higenttam等根据肺动脉高压病人体内一氧化氮气体生成减少这一机理，采用外源性吸入一氧化氮气体治疗肺动脉高压取得成功后，吸入一氧化氮气体的研究迅速发展到诸多领域。目前吸入一氧化氮主要是通过面罩或呼吸机或鼻导管给予，明显存在下列缺点1.因一氧化氮属不稳定气体，与氧气接触的时间越长，就越容易生成有害的二氧化氮气体，而头罩或呼吸机等均为连续给气，使一氧化氮与氧气接触的时间过长而产生较多的二氧化氮，容易给病人带来治疗的副作用。2.由于是连续给气，既使一氧化氮浪费严重，又会造成环境污染等缺点。
本实用新型的目的是为了克服上述给气装置的不足之处，设计一种用连通管串接在一氧化氮气源与鼻导管之间的仅在吸气时释放适量气体并能根据各人的身体参数进行调整的一氧化氮气体吸入流量控制仪。
本实用新型的一氧化氮气体吸入流量控制仪主要包括一个气体电磁阀J1、一个差压传感器S1、一个压力传感器S2、一块薄膜键盘，一个晶体G，一个显示器VFD，两个前置放大器A1和A2、一个单片机U1、两个运算放大器U2和U3、两个三极管Q1和Q2、两个可调电阻RP1和RP2、三个固定电阻R1-R3、三个电容C1-C3及电源组成，其安装位置和连接关系是气体电磁阀J1的出气口用连通管与差压传感器S1的采样口和鼻导管相连，气体电磁阀J1的进气口用连通管与压力传感器S2的采样口和一氧化氮气源相连，气体电磁阀J1的电磁线圈串联在三极管Q2的集电极与24V电源之间，三极管Q2的发射极接地、基极经电阻R3接三极管Q1的集电极，Q1的发射极接5V电源，Q1的基极经电阻R2接单片机U1的第1脚；差压传感器S1的第1脚接12V电源、第2脚接地、第3脚和第4脚接前置放大器A1的输入端，A1的输出端接运算放大器U2的同相输入端，U2的反相输入端接可调电阻RP1的中心变阻端，RP1的一个固定端接5V电源、另一个固定端接地，U2的输出端接单片机U1的第2脚；压力传感器S2的第1脚接12V电源、第2脚接地、第3脚和第4脚接前置放大器A2的输入端，A2的输出端接运算放大器U3的同相输入端，U3的反相输入端接可调电阻RP2的中心变阻端，RP2的一个固定端接5V电源、另一个固定端接地，U3的输出端接单片机U1的第3脚；单片机U1的第9脚接电阻R1和电容C1、第18脚接电容C2和晶体G、第19脚接电容C3和晶体G的另一端，C1另一端接5V电源，C2和C3及R1的另一端均接地，单片机U1的第39-32脚分别与显示器VFD的第1-8脚连接，U1的第21-24脚分别与薄膜键盘的四列L4-L1连接，U1的第25-28脚分别与薄膜键盘的四行H1-H4连接，U1的第31脚和40脚接5V电源、第20脚接地。
附
图1是本实用新型的一氧化氮气体吸入流量控制仪的电路连接图；附图2是附图1中两个前置放大器A1和A2电路连接图。
参见附图1，图中的单片机U1选用89C51或87C51或80C51或MCS-51系列的其它型号，U2和U3选用LM358或LM158或LM741或其它型号的运算放大器，气体电磁阀J1使用VQ21A1系列产品，差压传感器S1和压力传感器S2选用CYG系列产品。其中的两个前置放大器A1和A2主要由三个运算放大器U4-U6、7个电阻R4-R10和两个可调电阻RP3-RP4及电源组成，参见附图2，其连接关系是U4的同相输入端和U5的同相输入端分别为该前置放大器的两个输入端与差压传感器S1或压力传感器S2的第3、第4脚连接，U4的输出端接R4和R7，R4另一端接R5和U4的反向输入端，R5的另一端接R6和U5的反向输入端，R6的另一端接R8和U5的输出端，R7另一端接R9和U6的同相输入端，R8另一端接R10和U6的反向输入端，R9另一端与RP4串联后接地，U6的第1脚和第5脚与RP3的两个固定端连接，U6的第4脚和RP3的可调端均接-12V电源，U6的第7脚接+12V电源，R10另一端接U6的输出端并作为该前置放大器A1或A2的信号输出端。所述U4和U5选用OP-07或OP27或LM358等型号的运算放大器，U6选用LM741或uA741或MB3609等型号的运算放大器。当接通电源开机后则处于待机状态，用键盘输入使用者的身高、体重、肺活量等参数并由显示器显示，单片机即可算出并控制气体电磁阀在每次开启阀门后需要保持的时间，以便根据需要释放定量的一氧化氮气体，而气体电磁阀每次开启的时间则由差压传感器决定，因差压传感器与鼻导管连通，所以，每当使用者吸气时，差压传感器S1产生负差压信号送前置放大器A1放大，放大后的信号再与RP1调定的基准电压比较，当放大信号小于基准电压时，由U2比较后送单片机U1的第2脚，通知单片机U1有有效的呼吸信号，单片机U1立即由第1脚输出一个低电平脉冲，驱动气体电磁阀释放一氧化氮气体供使用者吸入鼻腔；以上从吸气信号产生到气体电磁阀释放一氧化氮气体，整个过程在几毫秒内完成，而每次呼吸时间约为3秒钟，每次吸气时间至少在1秒钟以上，所以不必担心吸气与气体电磁阀释放气体同步的问题。至于气体电磁阀在每次吸气时释放一氧化氮气体的时间长度，亦即单片机U1从第1脚送出的低电平脉冲的宽度是由使用者的身高、体重、性别、肺活量及进气管道内一氧化氮气体压力等参数经单片机计算得出的，一般为50-100毫秒。对于压力传感器S2是起监控和保护作用，当气源压力超过设定值时，U3输出信号送给单片机U1的第3脚，请求停止工作，单片机的1脚则停止送出有效的低电平脉冲。
本实用新型具有结构简单、使用方便、自动化程度高、在吸气时释放适量气体并能根据各人的身体参数进行调整等优点，适合肺动脉高压等病人吸入一氧化氮气体使用。
权利要求1.一种一氧化氮气体吸入流量控制仪，其特征在于包括一个气体电磁阀J1、一个差压传感器S1、一个压力传感器S2、一块薄膜键盘，一个晶体G，一个显示器VFD，两个前置放大器A1和A2、一个单片机U1、两个运算放大器U2和U3、两个三极管Q1和Q2、两个可调电阻RP1和RP2、三个固定电阻R1-R3、三个电容C1-C3及电源组成，其安装位置和连接关系是气体电磁阀J1的出气口用连通管与差压传感器S1的采样口和鼻导管相连，气体电磁阀J1的进气口用连通管与压力传感器S2的采样口和一氧化氮气源相连，气体电磁阀J1的电磁线圈串联在三极管Q2的集电极与24V电源之间，三极管Q2的发射极接地、基极经电阻R3接三极管Q1的集电极，Q1的发射极接5V电源，Q1的基极经电阻R2接单片机U1的第1脚；差压传感器S1的第1脚接12V电源、第2脚接地、第3脚和第4脚接前置放大器A1的输入端，A1的输出端接运算放大器U2的同相输入端，U2的反相输入端接可调电阻RP1的中心变阻端，RP1的一个固定端接5V电源、另一个固定端接地，U2的输出端接单片机U1的第2脚；压力传感器S2的第1脚接12V电源、第2脚接地、第3脚和第4脚接前置放大器A2的输入端，A2的输出端接运算放大器U3的同相输入端，U3的反相输入端接可调电阻RP2的中心变阻端，RP2的一个固定端接5V电源、另一个固定端接地，U3的输出端接单片机U1的第3脚；单片机U1的第9脚接电阻R1和电容C1、第18脚接电容C2和晶体G、第19脚接电容C3和晶体G的另一端，C1另一端接5V电源，C2和C3及R1的另一端均接地，单片机U1的第39-32脚分别与显示器VFD的第1-8脚连接，U1的第21-24脚分别与薄膜键盘的四列L4-L1连接，U1的第25-28脚分别与薄膜键盘的四行H1-H4连接，U1的第31脚和40脚接5V电源、第20脚接地。
2.如权利要求1所述的一氧化氮气体吸入流量控制仪，其特征在于两个前置放大器A1和A2包括三个运算放大器U4-U6、7个电阻R4-R10和两个可调电阻RP3-RP4及电源组成，参见附图2，其连接关系是U4的同相输入端和U5的同相输入端分别为该前置放大器的两个输入端与差压传感器S1或压力传感器S2的第3、第4脚连接，U4的输出端接R4和R7，R4另一端接R5和U4的反向输入端，R5的另一端接R6和U5的反向输入端，R6的另一端接R8和U5的输出端，R7另一端接R9和U6的同相输入端，R8另一端接R10和U6的反向输入端，R9另一端与RP4串联后接地，U6的第1脚和第5脚与RP3的两个固定端连接，U6的第4脚和RP3的可调端均接-12V电源，U6的第7脚接+12V电源，R10另一端接U6的输出端并作为该前置放大器A1或A2的信号输出端。
3.如权利要求1或2所述的一氧化氮气体吸入流量控制仪，其特征在于单片机U1选用89C51或87C51或80C51或MCS-51系列的其它型号，U2和U3选用LM358或LM158或LM741或其它型号的运算放大器，气体电磁阀J1选用VQ21A1系列产品，差压传感器S1和压力传感器S2选用CYG系列产品，U4和U5选用OP-07或OP27或LM358等型号的运算放大器，U6选用LM741或uA741或MB3609等型号的运算放大器。
专利摘要一种一氧化氮气体吸入流量控制仪,主要由气体电磁阀、差压传感器、键盘、显示器和单片机等组成,将气体电磁阀的进、出气口串接在一氧化氮气源与鼻导管之间,由单片机根据键盘输入的身体参数自动控制气体电磁阀在每次吸气时释放适量的一氧化氮气体,具有结构简单、使用方便、自动化程度高等优点,适合配合治疗肺动脉高压等疾病使用。
文档编号G05D7/06GK2368059SQ9922802
公开日2000年3月8日 申请日期1999年4月21日 优先权日1999年4月21日
发明者莫绪明, 赵恩春 申请人:莫绪明, 赵恩春