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1、(10)申请公布号 CN 103071214 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103071214 A *CN103071214A* (21)申请号 201110326191.7 (22)申请日 2011.10.25 A61M 16/00(2006.01) (71)申请人 北京航天长峰股份有限公司 地址 100854 北京市海淀区永定路甲 51 号 航天数控大楼 (72)发明人 刁俊 (54) 发明名称 呼吸机输出氧浓度的控制方法 (57) 摘要 呼吸机输出氧浓度的控制方法， 在呼吸机的 输入端， 分别设置空气和氧气可控流量比例阀， 以 及空气和氧气流量传感器 ； 预先设定呼。
2、吸机输出 端需要输出的空氧混合气的总流量 d， 及其中的 氧气含量 c ； 根据 c 和 d 的值， 计算出呼吸机输入 端需要输入的空气流量a和氧气流量b ； 分别调整 呼吸机输入端的空气和氧气可控流量比例阀， 使 其达到计算出的空气流量a和氧气流量b ； 然后在 供气过程中， 利用空气和氧气流量传感器和可控 流量比例阀构成 PID 控制系统， 反馈调节并控制 可控流量比例阀的开合度， 使其始终保持通过需 要的空气和氧气流量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 (10)申请公布号 。
3、CN 103071214 A CN 103071214 A *CN103071214A* 1/1 页 2 1. 呼吸机输出氧浓度的控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (1) 在呼吸机的空气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及空气流量传感器 ； 在呼吸机的 氧气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及氧气流量传感器 ； (2) 根据病人的需要， 预先设定呼吸机输出端需要输出的空氧混合气的总流量 d， 及其 中的氧气含量 c ； 根据 c 和 d 的值， 计算出呼吸机输入端需要输入的空气流量 a 和氧气流量 b， 计算方法如下 ： 空气流量 a (100-c)*d/79 ； 氧气流量 b (c。
4、-21)*d/79 ； (3) 分别调整呼吸机空气输入端和氧气输入端的可控流量比例阀， 使其达到步骤 (3) 确定的空气流量 a 和氧气流量 b ； (4) 利用氧气输入端的氧流量传感器和可控流量比例阀构成 PID 控制系统， 通过氧气 流量传感器测得的氧气流量， 反馈调节并控制氧气输入端的可控流量比例阀的开合度， 使 其保持需要的氧气流量 b ； 利用空气输入端的空气流量传感器和可控流量比例阀构成 PID 控制系统， 通过空气流量传感器测得的空气流量， 反馈调节并控制空气输入端的可控流量 比例阀的开合度， 使其保持需要的空气流量 a。 权 利 要 求 书 CN 103071214 A 2 1。
5、/2 页 3 呼吸机输出氧浓度的控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于呼吸机中空气氧气混合后， 输出的空氧混合气体中氧气浓度 的控制方法， 属于医疗设备制造技术领域。 背景技术 0002 呼吸机控制中， 需要对病人端吸入的空氧混合气体中氧气的浓度进行精确控制， 即在呼吸机输入端对空气和氧气的体积进行合理配比， 根据不同病人需提供特定氧浓度， 以达到呼吸治疗效果。 目前大都凭经验对呼吸机输入端的空气流量和氧气流量进行调节控 制， 难以达到精确控制。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种呼吸机输出氧浓度的控制方法， 在呼吸机向病人供气 时， 能精确控制供气中的氧浓度。 0004 。
6、本发明的技术方案如下 ： 0005 呼吸机输出氧浓度的控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0006 (1) 在呼吸机的空气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及空气流量传感器 ； 在呼吸 机的氧气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及氧气流量传感器 ； 0007 (2) 根据病人的需要， 预先设定呼吸机输出端需要输出的空氧混合气的总流量 d， 及其中的氧气含量 c ； 根据 c 和 d 的值， 计算出呼吸机输入端需要输入的空气流量 a 和氧气 流量 b， 计算方法如下 ： 0008 空气流量 a (100-c)*d/79 ； 0009 氧气流量 b (c-21)*d/79 ； 0010 (。
7、3) 分别调整呼吸机空气输入端和氧气输入端的可控流量比例阀， 使其达到步骤 (3) 确定的空气流量 a 和氧气流量 b ； 0011 (4) 利用氧气输入端的氧流量传感器和可控流量比例阀构成 PID 控制系统， 通过 氧气流量传感器测得的氧气流量， 反馈调节并控制氧气输入端的可控流量比例阀的开合 度， 使其保持需要的氧气流量 b ； 利用空气输入端的空气流量传感器和可控流量比例阀构 成 PID 控制系统， 通过空气流量传感器测得的空气流量， 反馈调节并控制空气输入端的可 控流量比例阀的开合度， 使其保持需要的空气流量 a。 0012 本发明提供的控制方法简单快捷而且精确， 只要预先设置病人需要。
8、的供气流量和 氧浓度， 即可快速计算出需要呼吸机输入端需要控制的空气和氧气的流量， 调节输入端空 气和氧气可控流量比例阀达到所需流量， 再通过目前已经很成熟的闭环 PID 算法控制可控 流量比例阀保持所需流量即可， 控制精度较高， 按本方法进行空氧配比控制， 氧浓度的精度 可达到 1。 具体实施方式 说 明 书 CN 103071214 A 3 2/2 页 4 0013 以下通过具体实施方式， 对本发明呼吸机输出氧浓度的控制方法进行详细说明。 0014 本发明通过以下步骤实现 ： 0015 (1) 在呼吸机供气前， 首先在呼吸机的空气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及空 气流量传感器 ； 在。
9、呼吸机的氧气输入端， 设置可控流量比例阀， 以及氧气流量传感器。 0016 (2) 根据不同病人的具体需要， 预先设定呼吸机输出端需要向病人输出的空氧混 合气的总流量 d， 及其中的氧气含量 c。根据 c 和 d 的值， 可以计算出呼吸机输入端需要输 入的空气流量 a 和氧气流量 b， 计算方法如下 ： 0017 空气流量 a (100-c)*d/79 ； 0018 氧气流量 b (c-21)*d/79 ； 0019 上述计算方法是本申请人通过反复实验得出的。实验过程如下 ： 0020 在呼吸机的输入端， 用两只可控流量比例阀分别对空气和氧气的流量进行控制， 并用两只流量传感器分别对空气和氧气。
10、的流量进行测量 ； 在呼吸机的空氧混合输出端， 设 置氧气浓度传感器， 以测量空氧混合后的氧浓度。 然后调节两只可控流量比例阀， 使空气流 量和氧气流量为允许范围内的任意值， 并记录下每一组空气流量值和氧气流量值所对应的 氧浓度传感器的测量值。 0021 通过多次实验， 并对实验结果进行分析， 本申请人发现如下公式 ： 0022 如果空气流量为 a， 氧气的流量为 b， 那么混合后的空氧混合气体中的氧浓度为 (a*1+b*0.21)/(a+b)。 0023 根据上述公式反推可以得出 ： 如果输出的氧气浓度为 c， 输出的空氧混合气 体的流量为 d， 那么呼吸机输入端氧气的流量应为 (c-21)。
11、*d/79， 空气的流量应为 (100-c)*d/79。 0024 以上即是本发明在输出端总气体流量和氧气浓度确定后， 输入端空气流量和氧气 流量的计算依据。 0025 (3) 通过计算将输入端空气流量和氧气流量确定后， 分别调整呼吸机空气输入端 和氧气输入端的可控流量比例阀， 使其达到步骤所确定的空气流量 a 和氧气流量 b。 0026 (4) 供气开始后， 可控流量比例阀在供气过程中会因为多种因素， 产生微小偏差。 本发明再通过目前已经公知且很成熟的闭环 PID 算法， 利用氧气输入端的氧流量传感器和 可控流量比例阀构成 PID 控制系统， 通过氧气流量传感器测得的氧气流量， 反馈调节并控 制氧气输入端的可控流量比例阀的开合度， 使其始终保持通过需要的氧气流量 b ； 利用空 气输入端的空气流量传感器和可控流量比例阀构成 PID 控制系统， 通过空气流量传感器测 得的空气流量， 反馈调节并控制空气输入端的可控流量比例阀的开合度， 使其始终保持通 过需要的空气流量 a。 0027 通过上述方法， 可以精确控制呼吸机输出的空氧混合气体中的氧气浓度。根据设 置在输出端的氧浓度传感器测量的数据， 本方法控制输出氧气浓度的精度可达到 1。 说 明 书 CN 103071214 A 4 。