[实用新型]一种呼吸机流量控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种呼吸机流量控制系统，属于医疗器械呼吸机技术领域。

背景技术

呼吸机是医疗器械的一种，其作用是向患者肺部提供一定秩序、形式的气流，从而起到治疗和康复锻炼的作用。流量控制为呼吸机必备技术之一，它的气体来源有医院集中供气、单机配用空气压缩机供气、气瓶供气等几种方式。压力范围通常为：280kPa～600kPa，属于低压气体控制。

目前普遍使用的控制方式为依靠MCU(Micro Control Unit)内部程序形成的反馈控制，即MCU检查其输出的流量是否满足要求，依靠程序进行调整。基本过程是，首先MCU输出所需流量信号，然后经过驱动器和比例阀执行输出，得到一定流量。进而通过MCU采集到的传感器信号，在MCU内部依靠程序形成调节器，形成调节作用去影响下一次的输出。

上述流量控制系统的实现方法依靠程序反馈控制，较为灵活，但是存在检测延迟，调节断续，耗费MCU资源等缺点。原因在于：一方面，流量传感器输出信号经过变换输给MCU，但采集此信号往往需要在程序内进行软件滤波处理，进而通过程序调节器进行判断和调节，这些过程(采样、软件滤波、程序调节)都需要耗费MCU数个周期；另一方面，因流量信号是连续的模拟量信号，而通过数字化的反馈控制方式使其产生了离散，必然导致调节断断续续。这些缺点直接导致流量控制不及时，特别是在气源压力或呼吸回路压力存在波动时输出偏离大，甚至气流连续震荡。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种呼吸机流量控制系统，用以解决现有技术中流量输出不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：系统包括微控制器、数模转换器、比较器、控制器、气体调节阀、流量传感器、信号处理器、气源、呼吸回路，微控制器的控制信号输出端与数模转换器的信号输入端相连接，数模转换器的信号输出端与比较器的信号输入端相连接，比较器的输出端与控制器的输入端相连接，控制器与气体调节阀控制连接，流量传感器信号输出端与信号处理器的输入端相连接，信号处理器的输入端连接于比较器的另一输入端。气体顺次经过气体调节阀、流量传感器、呼吸回路，信号顺次经过微控制器、数模转换器、比较器、控制器、气体调节阀。信号处理器包含滤波处理电路、增益调节调节电路、延迟调节电路。气体调节阀门包括音圈电机和阀门装置，音圈电机的动力输出轴与阀门装置的启闭控制轴传动连接。其中呼吸回路是由管路和肺组成的受气环境。

系统的工作过程是，微控制器输出的控制值先经过数模转换器转换为模拟过程量，连接于比较器的一个输入端。在气体调节阀的出口处，设置一个流量传感器进行流量采样，采样信号由信号处理器进行滤波、增益调整、延迟处理之后连接于比较器的另一输入端。比较器将模拟量与反馈值进行比较运算，输出信号连接于控制器，带动控制器进行阀口大小调节。如果流量反馈值小于模拟量，则令控制器加大电流输出，使阀的开口增大，从而加大流量输出；如果流量反馈值大于模拟量，则令控制器减小电流，使阀的开口减小，从而减小流量输出；直至反馈值与模拟量相等，即输出稳定的所需流量。

本实用新型的有益效果是，当气源压力或呼吸回路压力在一定范围之内存在波动干扰的情况下，也能够输出所需的稳定流量的气体，为呼吸机各项参数精度的提高打下基础。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型流量控制系统方框图；

图2是系统方框图中“信号处理器”的构成图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1、2所示，本实用新型一种呼吸机流量控制系统的实施例，包括数模转换器、比较器、控制器、气体调节阀、流量传感器、信号处理器、气源、呼吸回路。气体由气源流经气体调节阀、流量传感器，最终进入呼吸回路；控制信号由微控制器发出，经过数模转换器、比较器、控制器，送向气体调节阀门；流量传感器输出流量信号，经信号处理器后，反馈给比较器。