吸氧儀的製作方法
2023-12-07 21:19:46 3
吸氧儀的製作方法
【專利摘要】吸氧儀，包括：封閉面罩組件，具有呼氣口和吸氣口，其中封閉面罩組件的呼氣口處設有與大氣連通的呼氣單向閥並且吸氣口處設有吸氣單向閥；具有第一端和第二端的空氣管路，其中空氣管路的第一端與封閉面罩組件的吸氣口氣密性連通，空氣管路的第二端則設有與大氣連通的進氣單向閥；與空氣管路氣密性連通的氧氣分支管路，氧氣分支管路能夠通過電磁閥與氧氣供給源連接；設置在空氣管路中的空氣流量計；以及控制裝置，與空氣流量計和電磁閥連接，用於根據空氣流量計所檢測的吸氧人個體空氣吸入量，控制氧氣分支管路中的氧氣流量。根據本發明的吸氧儀不但能自動準確控制並監測吸入氧氣濃度，還可以節省大量氧氣,提高吸氧的舒適度。
【專利說明】吸氧儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吸氧儀，具體涉及一種自動控制氧濃度的吸氧儀。
【背景技術】
[0002]目前國內外自主呼吸下傳統吸氧方法是通過面罩或鼻導管開放式吸入氧氣，它只能控制氧氣流量，不能準確控制吸入氧氣濃度。吸氧治療的效果和副作用都主要取決於吸氧濃度。傳統面罩或鼻導管吸氧時，大量氧氣浪費到空氣中，實際吸入氧濃度提高的幅度受限，一部分需要吸較高濃度氧氣的人達不到理想效果，另外傳統吸氧方法浪費大量氧氣，會造成在家吸氧時需頻繁更換氧氣袋或罐。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種吸氧儀，能夠自動控制和監測吸入氧氣濃度。
[0004]根據本發明的吸氧儀，包括:封閉面罩組件，具有呼氣口和吸氣口，其中封閉面罩組件的呼氣口處設有與大氣連通的呼氣單向閥並且吸氣口處設有吸氣單向閥；
[0005]具有第一端和第二端的空氣管路，其中空氣管路的第一端與封閉面罩組件的吸氣口氣密性連通，空氣管路的第二端則設有與大氣連通的進氣單向閥；
[0006]與空氣管路氣密性連通的氧氣分支管路，氧氣分支管路能夠通過電磁閥與氧氣供給源連接；
[0007]設置在空氣管路中的空氣流量計；以及
[0008]控制裝置，與空氣流量計和電磁閥連接，用於根據空氣流量計所檢測的吸氧人個體空氣吸入量，控制氧氣分支管路中的氧氣流量。
[0009]在本發明的一個具體實施例中，還包括與控制裝置連接的氧濃度檢測儀，氧濃度檢測儀與空氣管路中設置的氣體取樣口氣密性連通；其中，氣體取樣口鄰近封閉面罩組件的吸氣口處設置。
[0010]優選情況下，其中控制裝置包括:
[0011]輸入單元，用來輸入預定參數；
[0012]放大單元，分別與空氣流量計和氧濃度檢測儀連接，用來對檢測的參數信號進行放大；
[0013]處理控制單元，對輸入單元和放大單元輸入的參數信號進行處理，並輸出顯示信號和控制信號，控制信號用來控制電池閥；以及
[0014]顯示單元，接收處理控制單元的顯示信號。
[0015]進一步優選情況下，其中:放大單元包括第一放大器和第二放大器，處理控制單元包括第一單片機、第二單片機和第三單片機；其中空氣流量計通過第一放大器與第一單片機連接，第一單片機還與電磁閥連接，氧濃度檢測儀通過第二放大器與第二單片機連接，輸入單元和顯示單元與第三單片機連接。
[0016]在本發明的一個優選實施例中，其中空氣管路在鄰近封閉面罩組件的吸氣口處還設有限壓閥，當空氣管路中的氣體壓力超過預定值時，自動向外排放氣體。
[0017]在本發明的另一個優選實施例中，其中封閉面罩組件包括封閉面罩和面罩接頭，面罩接頭具有面罩連接端和空氣管路連接端，封閉面罩組件的呼氣口設置在面罩接頭上並且面罩接頭的空氣管路連接端限定封閉面罩組件的吸氣口，封閉面罩可拆卸地氣密性連接於面罩接頭的面罩連接端。在這種情況下，其中吸氣單向閥的開口直接通向面罩接頭的面罩連接端。優選情況下，其中呼氣單向閥是圍繞面罩接頭的面罩連接端設置的環形閥。進一步優選情況下，其中環形閥由面罩接頭的外周壁上設置的多個單向閥構成。
[0018]在本發明的又一個優選實施例中，空氣流量計為壓差流量計，氧濃度檢測儀為氧電化學傳感器。
[0019]本發明的吸氧儀能夠直接控制和監測吸氧濃度，並且只在吸氣時很少量給氧，呼氣時不用給氧氣，能夠減小氧氣的浪費並提高吸氧人的舒適感。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是根據本發明的吸氧儀整體示意圖；
[0021]圖2是根據本發明的吸氧儀封閉面罩組件的示意圖；以及
[0022]圖3是根據本發明的吸氧儀控制原理路。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖詳細描述本發明的吸氧儀，本領域技術人員應當理解，下面描述的實施例僅是對本發明的示例性說明，而非用於對其作出任何限制。
[0024]圖1大體示出了本發明的吸氧儀，主要包括封閉面罩組件1、空氣(主)管路2、空氣流量計3、氧氣分支管路4、控制裝置12。
[0025]封閉面罩組件I具有呼氣口 7和吸氣口 15，其中封閉面罩組件I的呼氣口 7處設有與大氣連通的呼氣單向閥8並且吸氣口 15處設有吸氣單向閥9。封閉面罩組件I能與吸氧人的口鼻部緊密貼合。
[0026]空氣管路2具有第一端21和第二端22，其中空氣管路2的第一端21與封閉面罩組件I的吸氣口 15氣密性連通，空氣管路2的第二端22則設有與大氣連通的進氣單向閥
10。通過進氣單向閥10向空氣管路2中單向輸送空氣以供吸氧人吸入。通常情況下，空氣管路2為長度Im左右、直徑30mm左右(兒童15mm左右)的螺紋管。
[0027]氧氣分支管路4與空氣管路2氣密性連接。氧氣分支管路4通過電磁閥與氧氣供給源連接。通過氧氣分支管路4向空氣管路2中供應預定流量的氧氣，並與空氣管路2中的空氣混合後進入封閉面罩組件I內供吸氧人吸入。
[0028]在空氣管路2中設置有空氣流量計3，用來檢測吸氧人個體的空氣吸入量。空氣流量計3鄰近空氣管路2的第二端22設置。可以根據每個吸氧人個體的空氣吸入量來配製氧氣分支管路4的氧氣供應流量。從而能夠針對不同吸氧人個體精確控制氧氣的吸入濃度，提高治療效果。空氣流量計3通常為壓差流量計，壓差流量計反應靈敏，測試結果精確。
[0029]控制裝置12分別與空氣流量計3和電磁閥(圖中未示出)連接，電磁閥一般安裝在控制裝置12中，電磁閥的氧氣進氣口 5與氧氣供給源之間通過管路(例如軟管)連接。控制裝置12可以根據空氣流量計3所檢測的吸氧人個體空氣吸入量和治療方案預定的吸入氧氣濃度來調節電磁閥的開度大小和時間，從而實現精確控制吸氧人吸入氣體中的氧氣濃度。
[0030]本發明的吸氧儀在空氣管路2上鄰近封閉面罩組件I的吸氣口 15還設置有氣體取樣口 6，氣體取樣口 6與氧濃度檢測儀13氣密性連通，用於檢測鄰近封閉面罩組件I的吸氣口 15處的空氣管路2內的氧氣濃度。氧濃度檢測儀13通常採用氧電化學傳感器或氧電池，能夠準確和快速檢測出混合氣體中的氧濃度。氧濃度檢測儀13具有實時顯示和報警功能，當檢測的氣體濃度超過預設的範圍時會發出聲和/或光報警，從而提醒監護人員或吸氧人採取處理措施。氧濃度檢測儀13還可以包括取樣泵、電磁閥組件以及控制單元(圖中都未示出)。通過它們可以實現按預定流量地提取空氣管路2中的氣體，從而可以精確地控制空氣管路2進入封閉面罩組件I內供吸氧人吸入的氣體流量。氧濃度檢測儀13可以與控制裝置12有效相連，控制裝置12根據氧濃度檢測儀13所檢測的氧濃度，實時調控氧氣分支管路4中的氧氣流量，來實現具有穩定的氧氣濃度的混合空氣供吸氧人吸入。氧濃度檢測儀13可以為獨立裝置，也可以組合在控制裝置12中。
[0031]參見圖3，控制裝置12具體包括:第一放大器、第二放大器，第一單片機、第二單片機、第三單片機、輸入單元和顯示單元。空氣流量計3檢測到的流量值信號經第一放大器放大後傳送到第一單片機進行處理，第一單片機生成輸出信號給電磁閥，用來調節電磁閥的開度。氧濃度檢測儀13通過第二放大器與第二單片機連接，輸入單元和顯示單元與第三單片機連接。通過輸入單元可以輸入預定的參數。顯示單元可以實時直觀地顯示輸入的參數和檢測的參數，方便監測和控制。三個分立的單片機可以充分發揮自身的計算處理能力以提高控制裝置12的反應能力。當然，為了減小控制裝置的體積等其他目的，也可以將三個分立的單片機集成為一個中央處理器。
[0032]空氣管路2在鄰近封閉面罩組件I的吸氣口 15處還設有限壓閥(或壓力釋放閥)11，當空氣管路2中的氣體壓力超過預定值(閾值)時，自動向外排放氣體。另外，空氣管路2中的氣體取樣口 6 —般設置在限壓閥11的上遊(按空氣的流向)。從而吸入氣體在通過氣體取樣口 6取樣後(已降低一部分壓力)再經過限壓閥11，在一定程度上可以避免限壓閥11的誤工作。
[0033]圖2示出了本發明的吸氧儀的封閉面罩組件I的一個具體實施例。其中封閉面罩組件I包括封閉面罩14和面罩接頭17。面罩接頭17具有面罩連接端16和空氣管路連接端19。封閉面罩組件I的呼氣口 7設置在面罩接頭17上並且面罩接頭17的空氣管路連接端19限定封閉面罩組件I的吸氣口 15。封閉面罩14可拆卸地氣密性連接於面罩接頭17的面罩連接端16。從而在更換吸氧人時，僅需更換一次性封閉面罩14，不僅方便而且衛生。
[0034]如圖2所示，吸氣單向閥9的開口直接通向面罩接頭17的面罩連接端16。面罩接頭17的形狀為圓柱形，空氣管路連接端19限定的吸氣口 15直接面對面罩接頭17的面罩連接端16所限定的進氣口。呼氣單向閥8是圍繞面罩接頭17的面罩連接端16設置的環形閥。其中環形閥由面罩接頭17的外周壁上設置的多個單向閥構成。圖1中示出的封閉面罩組件I具有T型面罩接頭，其中吸氣單向閥9和呼氣單向閥8成直角布置。這種布置方式會使呼氣時的死腔區域較大，呼出的氣體較多地殘留在死腔區域中，在吸氣時又被反覆吸入，從而影響治療效果。圖2中示出的環形閥布置方式可以大大減小死腔區域，使殘留的呼出氣體最小化，從而大大提高治療效果。[0035]下面再參見圖1-3簡要介紹一下本發明的吸氧儀的工作流程。
[0036]首先，將吸氧儀的氧氣進氣口 5與氧氣供給源連接；再將封閉面罩組件I戴在吸氧人口鼻部形成封閉連接。吸氧人從空氣管路2的第二端22通過進氣單向閥10從大氣中自主吸入空氣時，空氣流量計3測出吸氧人個體的吸氣量。控制裝置12根據測出的吸氣量大小以及治療方案預定的吸入氧濃度計算出需要補充的氧氣供應流量(計算公式:補氣量^ (預定吸入氧濃度-21% ) X吸氣量)。控制裝置12自動控制電磁閥來向空氣管路2中供應預定流量的氧氣。補充的氧氣與空氣管路2中的空氣混合後通過吸氣單向閥9進入封閉面罩組件I內供吸氧人吸入。吸氧人呼氣時，由於封閉面罩組件I的壓力大於空氣管路2中的壓力，進氣單向閥10和吸氣單向閥9都自動處於關閉狀態，而呼氣單向閥8自動打開向大氣中排放呼出氣體。吸氧人吸氣時，進氣單向閥10和吸氣單向閥9自動打開，而呼氣單向閥8自動關閉。如此反覆呼吸，實現穩定濃度的氧氣自主呼吸治療。
[0037]本發明吸氧儀與傳統的吸氧裝置相比，具有以下優勢:
[0038](I)傳統的吸氧裝置是控制吸入氧氣的流量，不能控制吸入氧氣的濃度。而吸氧的效果和副作用都主要取決於吸氧濃度，而不是吸氧流量。本發明的吸氧儀直接控制和監測吸氧濃度，就能更好地提高吸氧的有效性和安全性。
[0039](2)傳統的吸氧裝置持續大量給氧，大部分氧氣都浪費到空氣中。本發明的吸氧儀只在吸氣的時候按比例精確加入氧氣，大人每小時氧氣消耗不到30升，與傳統吸氧每小時消耗300升以上的氧氣比，可節省90%氧氣用量。在家庭和社區吸氧時，還可減少更換氧氣瓶的次數，省錢省事。
[0040](3)傳統的吸氧裝置持續大流量吹氧，吸氧人呼氣時會因氣流衝擊產生不適，同時還會導致口鼻腔乾燥不適。本發明的吸氧儀只在吸氣時很少量給氧，呼氣時不用給氧氣，吸氧人就更舒適。
【權利要求】
1.一種吸氧儀，包括: 封閉面罩組件，具有呼氣口和吸氣口，其中封閉面罩組件的呼氣口處設有與大氣連通的呼氣單向閥並且吸氣口處設有吸氣單向閥； 具有第一端和第二端的空氣管路，其中空氣管路的第一端與封閉面罩組件的吸氣口氣密性連通，空氣管路的第二端則設有與大氣連通的進氣單向閥； 與空氣管路氣密性連通的氧氣分支管路，氧氣分支管路能夠通過電磁閥與氧氣供給源連接； 設置在空氣管路中的空氣流量計；以及 控制裝置，與空氣流量計和電磁閥連接，用於根據空氣流量計所檢測的吸氧人個體空氣吸入量，控制氧氣分支管路中的氧氣流量。
2.根據權利要求1所述的吸氧儀，還包括與控制裝置連接的氧濃度檢測儀，氧濃度檢測儀與空氣管路中設置的氣體取樣口氣密性連通；其中，氣體取樣口鄰近封閉面罩組件的吸氣口處設置。
3.根據權利要求2所述的吸氧儀，其中控制裝置包括: 輸入單元，用來輸入預定參數； 放大單元，分別與空氣流量計和氧濃度檢測儀連接，用來對檢測的參數信號進行放大； 處理控制單元，對輸入單元和放大單元輸入的參數信號進行處理，並輸出顯示信號和控制信號，控制信號用來控制電池閥；以及 顯示單元，接收處理控制單元的顯示信號。
4.根據權利要求3所述的吸氧儀，其中:放大單元包括第一放大器和第二放大器，處理控制單元包括第一單片機、第二單片機和第三單片機；其中空氣流量計通過第一放大器與第一單片機連接，第一單片機還與電磁閥連接，氧濃度檢測儀通過第二放大器與第二單片機連接，輸入單元和顯示單元與第三單片機連接。
5.根據權利要求1所述的吸氧儀，其中空氣管路在鄰近封閉面罩組件的吸氣口處還設有限壓閥，當空氣管路中的氣體壓力超過預定值時，自動向外排放氣體。
6.根據權利要求1所述的吸氧儀，其中封閉面罩組件包括封閉面罩和面罩接頭，面罩接頭具有面罩連接端和空氣管路連接端，封閉面罩組件的呼氣口設置在面罩接頭上並且面罩接頭的空氣管路連接端限定封閉面罩組件的吸氣口，封閉面罩可拆卸地氣密性連接於面罩接頭的面罩連接端。
7.根據權利要求6所述的吸氧儀，其中吸氣單向閥的開口直接通向面罩接頭的面罩連接端。
8.根據權利要求7所述的吸氧儀，其中呼氣單向閥是圍繞面罩接頭的面罩連接端設置的環形閥。
9.根據權利要求8所述的吸氧儀，其中環形閥由面罩接頭的外周壁上設置的多個單向閥構成。
10.根據權利要求1所述的吸氧儀，其中，空氣流量計為壓差流量計，氧濃度檢測儀為氧電化學傳感器。
【文檔編號】A61M16/00GK104014062SQ201410281469
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】昌克勤 申請人:昌克勤, 劉平