富氧監控終端及富氧裝置的製作方法

2023-05-23 15:59:06

本實用新型涉及富氧設備技術領域，尤其是涉及一種富氧監控終端及富氧裝置。

背景技術：

高原缺氧環境對人體諸多器官造成的病理損害是引發高原疾病的根本原因，採取人工富氧工程改善局域缺氧環境中人們身體的氧分壓是社會發展的必然趨勢，也是今後政府民生工作的一個綠色環保工程。目前提高局部環境的氧濃度主要採用變壓吸附裝置(PSA)，但過氧同樣會對人體器官造成非常嚴重的損壞，因此富氧過程需嚴格根據局部環境的氧濃度而控制富氧裝置的供氧流量。

醫院裡的富氧裝置，其對供氧流量的控制完全由人工操作手動旋鈕來實現，由於操作人員轉動手動旋鈕的精度和操作手動旋鈕的及時性難以保證，因而富氧過程受到人為因素的影響比較嚴重，從而很難使局部環境的氧濃度處於科學合理的範圍內。

而辦公室、賓館等局部環境的富氧控制設備雖然能基本實現富氧過程的非人工操作，但其控制方式都採取位式控制，即利用繼電器來控制儲氧設備的供氧出口的開和關，使得在檢測到環境氧濃度大於較大的氧濃度設定值時關閉儲氧設備的供氧出口，在檢測到環境氧濃度小於較小的氧濃度設定值時開啟儲氧設備的供氧出口。這種控制設備存在無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種富氧監控終端及富氧裝置，以緩解現有技術中存在的無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種富氧監控終端，包括：設置模塊、測氧模塊、控制器和流量控制閥，其中，所述設置模塊和所述測氧模塊通過有線或者無線方式與所述控制器相連接，所述流量控制閥通過有線或者無線方式與所述控制器相連接；

所述設置模塊用於獲取用戶設置的所述富氧監控終端所控制環境的目標氧濃度信息；

所述測氧模塊用於獲取所述富氧監控終端所控制環境在當前時刻的氧濃度信息；

所述控制器，用於根據所述目標氧濃度信息和所述當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號；

所述流量控制閥，用於在所述供氧流量控制信號的控制下，控制儲氧設備的供氧流量。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述控制器包括模糊控制器，所述模糊控制器用於根據所述目標氧濃度信息和所述當前時刻的氧濃度信息生成所述供氧流量控制信號。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述控制器包括自適應控制器，所述自適應控制器用於根據所述目標氧濃度信息和所述當前時刻的氧濃度信息生成所述供氧流量控制信號。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述控制器包括第一PID控制器，所述第一PID控制器用於根據所述目標氧濃度信息和所述當前時刻的氧濃度信息生成所述供氧流量控制信號。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述測氧模塊包括氧化鋯探頭、熱電偶和加熱爐，其中，所述氧化鋯探頭、所述熱電偶和所述加熱爐分別與控制器相連接，

所述氧化鋯探頭用於測量所述當前時刻的氧濃度，並根據所述當前時刻的氧濃度生成第一電勢信號，從而所述第一電勢信號攜帶有所述當前時刻的氧濃度信息；

所述熱電偶用於測量所述氧化鋯探頭的溫度，並根據所述氧化鋯探頭的溫度生成第二電勢信號；

所述控制器還用於接收所述氧化鋯探頭髮送的所述第一電勢信號，以及接收所述熱電偶發送的所述第二電勢信號，並將所述第二電勢信號和預設溫度進行比較，以根據比較結果確定是否生成加熱控制信號，其中，所述加熱控制信號用於控制所述加熱爐的加熱強度。

結合第一方面的第四種可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述控制器還包括第二PID控制器，所述第二PID控制器用於根據所述第二電勢信號和所述預設溫度生成所述加熱控制信號。

結合第一方面的第五種可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述富氧監控終端還包括：與所述控制器相連接的光電耦合隔離模塊，PWM控制器和V/I轉換模塊，其中，所述加熱爐和所述光電耦合隔離模塊之間設置有所述PWM控制器，所述流量控制閥和所述光電耦合隔離模塊之間設置有所述V/I轉換模塊；

所述PWM控制器用於將所述加熱控制信號轉換為PWM信號，並向所述加熱爐輸出PWM信號式的所述加熱控制信號；

所述V/I轉換模塊用於將所述供氧流量控制信號轉化為電流信號，並向所述流量控制閥輸出所述電流信號。

結合第一方面的第四種可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，所述控制器中包括A/D轉化模塊，所述氧化鋯探頭和所述A/D轉化模塊之間設置有用於對所述第一電勢信號進行放大的第一放大模塊，所述熱電偶和所述A/D轉化模塊之間設置有用於對所述第二電勢信號進行放大的第二放大模塊。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，其中，所述控制器還連接有顯示器和探測傳感器，所述探測傳感器包括以下至少之一：溫度傳感器、溼度傳感器、氣壓傳感器，其中，

所述探測傳感器用於獲取當前時刻所述富氧監控終端所控制環境的環境參數；

所述控制器還用於根據所述環境參數生成顯示控制信號；

所述顯示器用於在所述顯示控制信號的控制下顯示當前時刻的所述環境參數。

第二方面，本實用新型實施例還提供了一種富氧裝置，包括：儲氧設備和第一方面任一實施方式中的富氧監控終端，所述富氧監控終端中的流量控制閥和所述儲氧設備相連接，以控制所述儲氧設備的供氧流量。

本實用新型實施例帶來了以下有益效果：

富氧監控終端包括：設置模塊、測氧模塊、控制器和流量控制閥，設置模塊和測氧模塊與控制器相連接，流量控制閥與控制器相連接，設置模塊獲取用戶設置的目標氧濃度信息，測氧模塊獲取當前時刻的氧濃度信息，控制器根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號，流量控制閥在供氧流量控制信號的控制下控制儲氧設備的供氧流量。從而通過對當前時刻的氧濃度信息的監測和依此利用流量控制閥對儲氧設備供氧流量的控制，以達到了對所控制環境的氧濃度進行精準調整的目的，進而緩解了傳統的富氧裝置無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一提供的一種富氧監控終端的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的另一種富氧監控終端的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例一提供的另一種富氧監控終端的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例一提供的另一種富氧監控終端的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例二提供的一種富氧裝置的結構示意圖。

圖標：100－富氧監控終端；1－設置模塊；2－測氧模塊；3－控制器；4－流量控制閥；5－光電耦合隔離模塊；6－PWM控制器；7－V/I轉換模塊；8－顯示器；9－探測傳感器；200－儲氧設備。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

目前富氧控制設備利用繼電器來控制儲氧設備的供氧出口的開和關，使得在檢測到環境氧濃度大於較大的氧濃度設定值時關閉儲氧設備的供氧出口，在檢測到環境氧濃度小於較小的氧濃度設定值時開啟儲氧設備的供氧出口，而這種控制設備存在無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題基於此，本實用新型實施例提供的一種富氧控制終端及富氧裝置，可以緩解無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

實施例一：

本實用新型實施例提供的一種富氧監控終端，如圖1所示，包括：設置模塊1、測氧模塊2、控制器3和流量控制閥4，其中，設置模塊1和測氧模塊2通過有線或者無線方式與控制器3相連接，流量控制閥4通過有線或者無線方式與控制器3相連接；

設置模塊1用於獲取用戶設置的富氧監控終端所控制環境的目標氧濃度信息；

測氧模塊2用於獲取富氧監控終端所控制環境在當前時刻的氧濃度信息；

控制器3，用於根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號；

流量控制閥4，用於在供氧流量控制信號的控制下，控制儲氧設備的供氧流量。

需要說明的是，目標氧濃度信息所表示的目標氧濃度的濃度值為富氧監控終端所控制環境實際想要維持的恆定氧濃度，而當前時刻的氧濃度信息為在當前時刻富氧監控終端所控制環境的實際氧濃度，儲氧設備在控制器3的控制下提供氧氣，使得富氧監控終端所控制環境的實際氧濃度維持在目標氧濃度。

在本實用新型實施例中，由於流量控制閥4可以控制儲氧設備以不同供氧流量進行供氧，而測氧模塊2可以測得當前時刻的氧濃度信息，用戶通過設置模塊1設置目標氧濃度信息，控制器3根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號，流量控制閥4在供氧流量控制信號的控制下控制儲氧設備的供氧流量，以使富氧監控終端所控制環境維持在目標氧濃度，從而緩解了傳統的富氧裝置無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

本實用新型實施例的一個可選實施方式中，控制器3包括模糊控制器，模糊控制器用於根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號。

模糊控制器作為一種智能控制器，其設計是基於現場操作人員的控制經驗或相關專家的知識，不需要建立被控對象的精確的數學模型，因而本實用新型實施例適用於富氧監控終端所控制環境氧濃度變化特性不易掌握或變化非常顯著的情況，且設計簡單，利於將富氧監控終端所控制環境的氧濃度維持在一個穩恆狀態。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，控制器3包括自適應控制器，自適應控制器用於根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號。

自適應控制器是一種根據環境變化智能調節自身控制參數的反饋控制器，能夠自動地補償在模型階次、控制參數和輸入信號方面非預知的變化，設計時並不需要完全知道被控對象的數學模型，因而本實用新型實施例同樣適用於富氧監控終端所控制環境氧濃度變化特性未知或擾動特性變化範圍很大的情況，利於將富氧監控終端所控制環境的氧濃度維持在一個穩恆狀態。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，控制器3包括第一PID控制器，第一PID控制器用於根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號。

由於PID控制器作為一種智能控制器，將比例調節、比例積分調節及比例微分調節集於一體，因而本實用新型實施例對富氧監控終端所控制環境氧濃度變化範圍很大的情況，具有調節迅速的優點，並且同時適用於氧濃度變化緩慢的環境，利於將富氧監控終端所控制環境的氧濃度維持在一個穩恆狀態。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，如圖2所示，測氧模塊2包括氧化鋯探頭、熱電偶和加熱爐，其中，氧化鋯探頭、熱電偶和加熱爐分別與控制器3相連接，

氧化鋯探頭用於測量當前時刻的氧濃度，並根據當前時刻的氧濃度生成第一電勢信號，從而第一電勢信號攜帶有當前時刻的氧濃度信息；

熱電偶用於測量氧化鋯探頭的溫度，並根據氧化鋯探頭的溫度生成第二電勢信號；

控制器3還用於接收氧化鋯探頭髮送的第一電勢信號，以及接收熱電偶發送的第二電勢信號，並將第二電勢信號和預設溫度進行比較，以根據比較結果確定是否生成加熱控制信號，其中，加熱控制信號用於控制加熱爐的加熱強度。

本實用新型通過氧化鋯探頭測量當前時刻的氧濃度，並且通過熱電偶和加熱爐確保氧化鋯探頭溫度的恆定，使得氧濃度的測量更加精準。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，控制器3還包括第二PID控制器，第二PID控制器用於根據第二電勢信號和預設溫度生成加熱控制信號。

同理，由於PID控制器作為一種智能控制器，將比例調節、比例積分調節及比例微分調節集於一體，具有調節迅速和精準的優點，因而本實用新型實施例利於將氧化鋯探頭溫度維持在一個穩恆狀態。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，如圖3所示，富氧監控終端還包括：與控制器3相連接的光電耦合隔離模塊5、PWM控制器6和V/I轉換模塊7，其中，加熱爐和光電耦合隔離模塊5之間設置有PWM控制器6，流量控制閥4和光電耦合隔離模塊5之間設置有V/I轉換模塊7；

PWM控制器6用於將加熱控制信號轉換為PWM信號，並向加熱爐輸出PWM信號式的加熱控制信號，以控制加熱爐的加熱強度；

V/I轉換模塊7用於將供氧流量控制信號轉化為電流信號，並向流量控制閥4輸出電流信號。

本實用新型實施例中，由於光電耦合隔離模塊5的信號輸入端和信號輸出端間之互相隔離，因而使得信號輸入端和信號輸出端之間信號的相互幹擾較弱，從而使得控制器3對流量控制閥4和加熱爐的控制更加精確。

本實用新型實施例的另一個可選實施方式中，如圖4所示，控制器3還連接有顯示器8和探測傳感器9，探測傳感器9包括以下至少之一：溫度傳感器、溼度傳感器、氣壓傳感器，其中，

探測傳感器9用於獲取當前時刻富氧監控終端所控制環境的環境參數；

控制器3還用於根據環境參數生成顯示控制信號；

顯示器8用於在顯示控制信號的控制下顯示當前時刻的環境參數。

具體地，顯示器8可以選用液晶屏顯示器。

可選地，在探測傳感器9包括氣壓傳感器的情況下，控制器3在生成顯示控制信號之前，還可根據氣壓傳感器檢測到的氣壓計算出富氧監控終端所監控環境在當前時刻的海拔，以及根據測氧模塊2所探測到的氧濃度信息計算出富氧監控終端所監控環境在當前時刻的模擬海拔，並且控制器3還用於根據當前時刻的海拔和模擬海拔這兩種環境參數生成顯示當前時刻的海拔和模擬海拔的控制信號。

實施例二：

本實用新型實施例提供的一種富氧裝置，如圖5所示，包括：儲氧設備200和實施例一中描述的任一種富氧監控終端100，富氧監控終端100中的流量控制閥4和儲氧設備200相連接，以控制儲氧設備200的供氧流量。

具體地，可以是儲氧設備200的出氣孔或是與出氣孔連接的輸氣管道設置流量控制閥4，流量控制閥4控制通過出氣孔或輸氣管道的氧氣的流量。

在本實用新型實施例中，由於流量控制閥4可以控制儲氧設備200以不同供氧流量進行供氧，而富氧監控終端100中的測氧模塊可以測得當前時刻的氧濃度信息，用戶通過設置模塊設置目標氧濃度信息，控制器根據目標氧濃度信息和當前時刻的氧濃度信息生成供氧流量控制信號，流量控制閥4在供氧流量控制信號的控制下控制儲氧設備200的供氧流量，進而儲氧設備200的供氧在富氧監控終端100的控制下使得所控制環境維持在目標氧濃度，從而緩解了傳統的富氧裝置無法使局部環境的氧濃度長期處於穩恆狀態的技術問題。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

另外，在本實用新型實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最後應說明的是：以上所述實施例，僅為本實用新型的具體實施方式，用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制，本實用新型的保護範圍並不局限於此，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和範圍，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。