本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市場上主要以個別單一功能的設(shè)備為主，如大、中、小型空氣壓縮設(shè)備、小型制氧機和氧氣瓶、連續(xù)式負壓吸引器等，且主要以大型和固定、集中使用為主。

當前現(xiàn)有技術(shù)尚不具備自動產(chǎn)生不同氧濃度的小型移動式稀氧/富氧空氣設(shè)備和可同時提供連續(xù)和間歇式負壓的設(shè)備。特別是急救現(xiàn)場和轉(zhuǎn)運急救中，大多只配備小型的氧氣瓶提供純氧，受氣瓶儲氣量及患者不能長時間吸入純氧的限制。更難以提供移動密閉環(huán)境(如：傳染環(huán)境)的正、負壓保障能力，同時滿足不同病人或設(shè)備的需要，而且目前的現(xiàn)有氣源裝置和系統(tǒng)也無法實現(xiàn)輸出穩(wěn)定的高壓氣體和稀氧氣體，形式和功能單一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明設(shè)計了一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，該系統(tǒng)為臨床和急救現(xiàn)場、轉(zhuǎn)運救護中提供穩(wěn)定的醫(yī)用高壓空氣、稀氧或富氧壓縮空氣(可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氧濃度)；鼻吸入純氧；連續(xù)或間歇式負壓，具有小型、低噪音、便攜移動式結(jié)構(gòu)，適用于室外、移動中和室內(nèi)的環(huán)境。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，包括傳感器系統(tǒng)、系統(tǒng)控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)，系統(tǒng)控制模塊通過實時監(jiān)測整機的設(shè)置模式、設(shè)置參數(shù)與各傳感器的動態(tài)監(jiān)測參數(shù)，完成整機系統(tǒng)的閉環(huán)控制。

所述的醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)包括溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b和傳感器組；溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b和傳感器組均連接到系統(tǒng)控制模塊的信號接收端。

所述的醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，所述執(zhí)行機構(gòu)包括負離子發(fā)生器、空氣壓縮機、冷凝散熱裝置，還包括電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、比例電磁閥a、比例電磁閥b和負壓泵；負離子發(fā)生器、空氣壓縮機、冷凝散熱裝置、電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、比例電磁閥a、比例電磁閥b和負壓泵連接到系統(tǒng)控制模塊的控制端。

所述的醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，負離子發(fā)生器連接有對外界氣體進行處理的空氣濾清器，空氣濾清器將空氣凈化并依次通過負離子發(fā)生器和空氣壓縮機將空氣加入負氧離子及加壓輸送到除水過濾器，除水過濾器與減壓閥a相連，減壓閥a輸出分別與氣體混合裝置、節(jié)流閥和電磁閥a連接，節(jié)流閥通過自閉閥連接d端口；

氣體混合裝置還通過節(jié)流閥連接到排氣消音管路連接，氣體混合裝置通過自閉閥連接到e端口；

電磁閥a另一端又分別與儲氣緩沖罐的進氣口和分子篩制氧模塊進氣口連接，分子篩制氧模塊的輸出通過比例電磁閥a與儲氣緩沖罐的另一進氣口連接，儲氣緩沖罐出氣口通過傳感器組與電磁閥b的進氣口連接，電磁閥b的常通接口連接a端口，常閉端口依次通過減壓閥b、濕化罐、流量計連接b端口；

負壓泵由系統(tǒng)控制模塊連接控制其工作，負壓泵的抽氣端通過比例電磁閥b連接到c端口，負壓傳感器位于比例電磁閥b與c端口之間的管路上，系統(tǒng)控制模塊通過負壓傳感器反饋的壓力數(shù)據(jù)和控制比例電磁閥b調(diào)節(jié)系統(tǒng)負壓的大小。

所述的醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，所述冷凝散熱裝置包括冷凝器和散熱風(fēng)扇；冷凝散熱裝置內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，儲氣緩沖罐輸出端設(shè)有傳感器組，傳感器組包括流量傳感器、正壓力傳感器和氧濃度傳感器a，氣體混合裝置內(nèi)設(shè)有氧濃度傳感器b，所檢測的瞬時壓力、流量、氧濃度、負壓等參數(shù)可通過系統(tǒng)控制模塊的tft顯示屏實時顯示。

所述的一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，除水過濾器還與排氣消音處理管路連接，且兩者之間設(shè)有安全泄放閥。

所述的一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，系統(tǒng)控制模塊包括中央處理器、內(nèi)置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口、開關(guān)驅(qū)動電路、傳感器信號放大處理電路、控制開關(guān)組、顯示屏和鍵盤，顯示屏通過并行接口連接到中央處理器，控制開關(guān)組通過開關(guān)驅(qū)動電路連接到中央處理器，傳感器組通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

所述的一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，中央處理器通過開關(guān)驅(qū)動電路連接所有的負載，所述負載為：空氣壓縮機、散熱風(fēng)扇、電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、負離子發(fā)生器，負壓泵以及比例電磁閥a和比例電磁閥b。

所述的一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，鍵盤包括“啟動/停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、氧濃度調(diào)節(jié)旋鈕、負壓調(diào)節(jié)旋鈕和負離子開關(guān)鍵。

所述的一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，顯示屏包括數(shù)值顯示區(qū)域、時間顯示區(qū)域、狀態(tài)顯示區(qū)域和報警顯示區(qū)域。

進一步的，分子篩制氧模塊與儲氣緩沖罐之間設(shè)置有單向閥和比例電磁閥a。

進一步的，儲氣緩沖罐出氣口的電磁閥b和b端口之間還設(shè)置有依次連接的減壓閥b、濕化罐和流量計。

進一步的，負壓泵通過單向閥與排氣消音處理管路連接。

進一步的，比例電磁閥a和比例電磁閥b的控制通過中央處理器實現(xiàn)了pwm控制調(diào)節(jié)，其他負載的控制實現(xiàn)了數(shù)字開、關(guān)控制運行。

進一步的，控制系統(tǒng)模塊內(nèi)置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口。

進一步的，所述的a端口、b端口、c端口、d端口和e端口分別為壓縮空氣或富氧空氣輸出接口、鼻吸氧輸出接口、負壓接口、高壓空氣輔助輸出接口和稀氧空氣輸出接口。

本發(fā)明設(shè)計了一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，是一種多功能一體化醫(yī)用氣源生產(chǎn)設(shè)備，具有小型、低噪音、便攜移動式結(jié)構(gòu)，適用于室外、移動中和室內(nèi)的環(huán)境。該裝置可實時顯示氣體流量、正/負壓力、氧濃度、電源電壓、累計工作時間、系統(tǒng)配置與工作狀態(tài)、各種緊急與非緊急報警，為臨床和急救現(xiàn)場、轉(zhuǎn)運救護中提供醫(yī)用壓縮空氣、稀氧氣體、富氧壓縮空氣(可調(diào)氧濃度范圍)和鼻吸入純氧，連續(xù)或間歇式負壓；解決了臨床特別是現(xiàn)場急救與轉(zhuǎn)運急救中設(shè)備的配置與缺陷，提高急救效率和成功率，值得推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明控制原理圖。

圖中：1、空氣濾清器；2、負離子發(fā)生器；3、空氣壓縮機；4、冷凝散熱裝置；5、除水過濾器；6、減壓閥a；7、節(jié)流閥；8、自閉閥；9、氣體混合裝置；10、電磁閥a；11、氧濃度傳感器b；12、排氣消音處理管路；13、分子篩制氧模塊；14、系統(tǒng)控制模塊；15、儲氣緩沖罐；16、傳感器組；17、比例電磁閥a；18、電磁閥b；19、減壓閥b；20、濕化罐；21、流量計；22、負壓傳感器；23、比例電磁閥b；24、負壓泵；25、氧濃度傳感器a；26、正壓力傳感器；27、流量傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

如圖1、2所示，一種醫(yī)用多功能氣源系統(tǒng)，包括傳感器系統(tǒng)、系統(tǒng)控制模塊14和執(zhí)行機構(gòu)，系統(tǒng)控制模塊14通過實時監(jiān)測整機的設(shè)置模式、設(shè)置參數(shù)與各傳感器的動態(tài)監(jiān)測參數(shù)，完成整機系統(tǒng)的閉環(huán)控制；

所述傳感器系統(tǒng)包括溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b11和傳感器組16；

所述執(zhí)行機構(gòu)包括負離子發(fā)生器2、空氣壓縮機3、冷凝散熱裝置4，還包括電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13、比例電磁閥a17、比例電磁閥b23和負壓泵24；

空氣濾清器1將空氣凈化并依次通過負離子發(fā)生器2和空氣壓縮機3將空氣加入負氧離子及加壓輸送到除水過濾器5，除水過濾器5與減壓閥a6相連，減壓閥a6輸出分別與氣體混合裝置9、節(jié)流閥7和電磁閥a10連接，節(jié)流閥7通過自閉閥8連接d端口；

氣體混合裝置9還通過節(jié)流閥7連接到排氣消音管路連接，氣體混合裝置9通過自閉閥8連接到e端口；

電磁閥a10另一端又分別與儲氣緩沖罐15的進氣口和分子篩制氧模塊13進氣口連接，分子篩制氧模塊13的輸出通過比例電磁閥a17與儲氣緩沖罐15的另一進氣口連接，儲氣緩沖罐15出氣口通過傳感器組16與電磁閥b18的進氣口連接，電磁閥b18的常通接口連接a端口，常閉端口依次通過減壓閥b19、濕化罐20、流量計21連接b端口；

控制系統(tǒng)連接到傳感器系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)，通過傳感器系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)控制執(zhí)行機構(gòu)工作；

負壓泵24由系統(tǒng)控制模塊14連接控制其工作，負壓泵24的抽氣端通過比例電磁閥b23連接到c端口，負壓傳感器22位于比例電磁閥b23與c端口之間的管路上，系統(tǒng)控制模塊14通過負壓傳感器22反饋的壓力數(shù)據(jù)和控制比例電磁閥b23調(diào)節(jié)系統(tǒng)負壓的大??；

所述冷凝散熱裝置4包括冷凝器和散熱風(fēng)扇；冷凝散熱裝置4內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，儲氣緩沖罐15輸出端設(shè)有傳感器組16，傳感器組16包括流量傳感器27、正壓力傳感器26和氧濃度傳感器a25，氣體混合裝置9內(nèi)設(shè)有氧濃度傳感器b11，所檢測的瞬時壓力、流量、氧濃度、負壓等參數(shù)可通過系統(tǒng)控制模塊14的tft顯示屏實時顯示。

進一步的，除水過濾器5上還連接有排氣消音處理管路12，且兩者之間設(shè)有安全泄放閥。

進一步的，分子篩制氧模塊13與儲氣緩沖罐15之間設(shè)置有單向閥和比例電磁閥a17。

進一步的，儲氣緩沖罐15出氣口的電磁閥b18和b端口之間還設(shè)置有依次連接的減壓閥b19、濕化罐20和流量計21。

進一步的，負壓泵24通過單向閥與排氣消音處理管路12連接。

進一步的，系統(tǒng)控制模塊14包括中央處理器、內(nèi)置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口、開關(guān)驅(qū)動電路、傳感器信號放大處理電路、控制開關(guān)組、顯示屏和鍵盤，顯示屏通過并行接口連接到中央處理器，控制開關(guān)組通過開關(guān)驅(qū)動電路連接到中央處理器，傳感器組16通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

進一步的，中央處理器通過開關(guān)驅(qū)動電路連接所有的負載，所述負載為：空氣壓縮機3、散熱風(fēng)扇、電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13、負離子發(fā)生器2，負壓泵24以及比例電磁閥a17和比例電磁閥b23。

進一步的，比例電磁閥a17和比例電磁閥b23的控制通過中央處理器實現(xiàn)了pwm控制調(diào)節(jié)，其他負載的控制實現(xiàn)了數(shù)字開、關(guān)控制運行。

進一步的，鍵盤包括“啟動/停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、氧濃度調(diào)節(jié)旋鈕、負壓調(diào)節(jié)旋鈕和負離子開關(guān)鍵。

進一步的，控制系統(tǒng)模塊內(nèi)置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口。

進一步的，所述的a端口、b端口、c端口、d端口和e端口分別為壓縮空氣或富氧空氣輸出接口、鼻吸氧輸出接口、負壓接口、高壓空氣輔助輸出接口和稀氧空氣輸出接口。

整個執(zhí)行機構(gòu)的工作過程為：

空氣首先進入空氣濾清器1，過濾掉較大顆粒的塵埃，并減小了空氣壓縮機3工作時產(chǎn)生的噪音；

經(jīng)過空氣濾清器1過濾之后的空氣通過負離子發(fā)生器2，生成部分空氣負離子，能高效地除塵、滅菌、凈化空氣，同時還能夠激活空氣中的氧分子而形成攜氧負離子；

之后空氣進入無油空氣壓縮機3，空氣壓縮機3將常壓空氣壓縮為高壓空氣(壓力大于等于0.3mpa)；

由于壓縮空氣會使得空氣溫度升高，所以空氣壓縮機3連接冷凝器，空氣通過冷凝器散熱并通過降溫使得空氣中的水蒸氣凝結(jié)，系統(tǒng)控制模塊14會控制冷凝散熱裝置4內(nèi)的散熱風(fēng)扇將熱量排出；

冷凝器與除水過濾器5相連，通過除水過濾器5將水過濾，通過安全泄放閥，將水、超壓氣體和空氣中的臟物通過排氣消音管路排出，同時除水過濾器5還能過濾掉微米等級的空氣雜質(zhì)；

過濾后的空氣經(jīng)過減壓閥a6與節(jié)流閥7和自閉閥8處理為恒壓輸出的氣體，從d端口輸出一固定流量和壓力的高壓空氣，作為其他醫(yī)療設(shè)備的輔助氣源；

過濾后的空氣經(jīng)過減壓閥a6與另一從分子篩制氧模塊13排氣口排出的部分高氮空氣分別加入氣體混合裝置9中進行混合，經(jīng)自閉閥8和e端口輸出稀氧氣體，其稀氧氣體的氧濃度由連接在高氮氣流回路的節(jié)流調(diào)節(jié)閥控制；

過濾后的空氣經(jīng)過減壓閥a6連接在電磁閥a10的進氣端，電磁閥a10常閉輸出端口與儲氣緩沖罐15的進氣端相連，電磁閥a10常開輸出端口連接分子篩制氧模塊13的進氣端，當系統(tǒng)控制模塊14控制電磁閥a10關(guān)閉常開回路，關(guān)閉分子篩制氧模塊13，同時接通常閉回路，壓縮空氣由儲氣緩沖罐15經(jīng)傳感器組16進入輸出電磁閥b18的常開端并控制其從a端口輸出高壓空氣。當系統(tǒng)控制模塊14控制電磁閥a10打開常開回路，接通分子篩制氧模塊13，同時關(guān)閉常閉回路，壓縮空氣通過分子篩制氧模塊13產(chǎn)生高濃度氧氣經(jīng)比例電磁閥a17接入儲氣緩沖罐15的另一進氣端，經(jīng)傳感器組16進入輸出電磁閥b18的常開端并控制其從a端口輸出高壓富氧空氣，氧濃度可由系統(tǒng)控制模塊14控制比例電磁閥a17進行調(diào)節(jié)。當需要純氧時，系統(tǒng)控制模塊14控制輸出電磁閥b18的常閉端接通，經(jīng)減壓閥b19、濕化罐20、流量計21從b端口輸出。

系統(tǒng)控制模塊14與負壓泵24連接，當需要產(chǎn)生負壓時，由控制器啟動負壓泵24工作，并通過負壓傳感器22和比例電磁閥b23，控制調(diào)節(jié)負壓的大小，負壓泵24排氣口與排氣消音處理管路12相連。

系統(tǒng)控制模塊14及其控制過程為：

系統(tǒng)控制模塊包括中央處理器cpu、電子開關(guān)驅(qū)動電路、傳感器及信號放大處理電路、tft液晶顯示屏、鍵盤等。顯示屏通過并行接口與中央處理器相連，不同的控制負載(壓縮機、負壓泵24、電磁閥a10、電磁閥b18、比例電氣閥a、比例電磁閥b23和負離子發(fā)生器2)通過開關(guān)驅(qū)動電路連接到中央處理器，各種傳感器通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

控制負載包括與驅(qū)動電路連接的空氣壓縮機3、負壓泵24、散熱風(fēng)扇、電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13中兩個電磁閥、負離子發(fā)生器2、與制氧模塊輸出回路連接的比例電磁閥a17和負壓泵24連接的比例電磁閥b23。

中央處理器通過實時監(jiān)測整機系統(tǒng)的設(shè)置模式、設(shè)置參數(shù)與各傳感器的動態(tài)監(jiān)測參數(shù)，完成整機系統(tǒng)的閉環(huán)程序控制。中央處理器通過開關(guān)驅(qū)動電路完成對空氣壓縮機和負壓泵24、散熱風(fēng)扇、電磁閥a10、電磁閥b18、負離子發(fā)生器2的開、關(guān)狀態(tài)控制，完成對比例電磁閥a17、比例電磁閥b23的pwm控制。

鍵盤包括“啟動、停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、“負離子開關(guān)”鍵和氧濃度調(diào)節(jié)旋鈕、負壓調(diào)節(jié)旋鈕，完成系統(tǒng)工作狀態(tài)、工作模式、工作缺省值或報警閾值的設(shè)置。

系統(tǒng)內(nèi)置sd存儲卡，可長期記錄系統(tǒng)工作狀態(tài)與數(shù)據(jù)；全自動日歷時鐘電路、rs232通信接口。

當需要輸出高壓空氣時，中央處理器可通過控制正壓泵工作并控制電磁閥a10控制氣流直接進入儲氣緩沖罐15而停止分子篩制氧模塊13供氣；當需要輸出高壓富氧氣體時，中央處理器可通過電磁閥a10控制氣流直接向分子篩制氧模塊13供氣而停止氣體直接進入儲氣緩沖罐15。并可根據(jù)設(shè)置要求，分別控制電磁閥b18的常開、常閉狀態(tài)切換，以輸出高壓空氣或富氧氣體(端口a)或純氧氣體(端口b)。

當需要負壓時，中央處理器可通過控制負壓泵24工作并通過負壓傳感器22檢測負壓值并控制比例電磁閥b23調(diào)節(jié)進行負壓調(diào)節(jié)。

tft顯示屏包括數(shù)值顯示區(qū)域、時間顯示區(qū)域、狀態(tài)顯示區(qū)域和報警顯示區(qū)域。

數(shù)值顯示區(qū)域，中央處理器將通過采集各傳感器信號，進行處理并動態(tài)顯示檢測結(jié)果。

時間顯示區(qū)域，中央處理器自帶日歷時鐘，實時顯示系統(tǒng)工作時的當前日歷、時間。另外可顯示設(shè)備的累計工作時間和使用時段的定時工作時間。

狀態(tài)顯示區(qū)域，將用于顯示系統(tǒng)中個控制負載的工作狀態(tài)。

報警顯示區(qū)域，中央處理器會通過處理設(shè)備工作時的狀態(tài)參數(shù)與閾值，及時發(fā)出聲光報警與保護控制。

整個過程通過系統(tǒng)控制模塊14進行控制，傳感器組16將監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺鞲衅餍盘柗糯筇幚黼娐?，?jīng)過中央處理器處理后將系統(tǒng)的瞬時參數(shù)、工作時間、運行狀態(tài)以及報警信息在顯示屏上顯示出來，人們可通過操作按鈕來控制整個系統(tǒng)。

應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍；本實施方式中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。