[实用新型]智能化低氧发生装置系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能化低氧发生装置系统。

背景技术

随着人们对高原运动训练益处认识的不断加深，以及人们到高原地区活动的日益增多，在平原地区模拟高原环境进行针对性训练的研究工作，越来越受到人们的高度重视。

高原环境对人类活动的主要影响就是 “高原缺氧”， 大气的压力随海拔高度增加呈指数关系下降，例如在海平面大气压力为101.3kPa，而到了西藏唐古拉山口地区海拔高度为5072m，平均大气压力为54 kPa。由于大气压力的降低，导致人体出现与气压环境相关的程度不同的缺氧症状。从人体生理学角度来说，随着大气压力的降低，人体吸入气的氧分压降低，继而导致机体组织氧分压降低，可使机体发生两个方面的反应：生理性的代偿反应和病理性的功能障碍。在实践中，为高海拔地区作业人员配备供氧装备已成为防缺氧的主要措施。另一方面，由于人体生理对环境的适应机能，长期生活在高海拔地区人员比之生活在低海拔地区人员具有明显的抗缺氧能力。例如典型西藏人适应的缺氧高度不低于5500m，而内地人适应的缺氧高度平均不超过3000m。有鉴于此，可以得出结论：人体的生理代偿能力是可以通过适当的科学训练得以提高的。而提高人体耐受低气压即低氧分压环境的能力的有效方法，就是经常在低氧条件下进行适应性训练。

在实际生活中，运动员为适应高原环境竞技，多数长期在高原地域设置训练基地，对运动员进行高原体能训练，以使运动员能够在高原环境中适应高强度的竞技比赛的体能需求。然而，受条件限制，不可能所有的运动员都能够在高原训练基地得到有效的体能训练，现在的问题是：能否在平原环境下模拟高原环境，使运动员能够得到效果相当的训练模式。可能的实施方式有将运动员封闭在低压舱中进行训练，此种方式投资较大，受场地的制约性较强。 

发明内容

本实用新型的目的即在于提出一种能够有效实现低氧制取、调节等自动化控制功能，模拟不同高原低氧环境，综合集成呼吸频率、心率、血氧饱和度等智能化检测功能，从而实现对人体训练过程的实时监控的智能化低氧发生呼吸训练系统。

本实用新型的智能化低氧发生装置系统包括中央参数测控系统以及通过管道顺次连接的压缩空气制备装置、中空纤维膜分离单元和用户终端装置；所述压缩空气制备装置包括通过管道顺次相连接的空气过滤器、空气压缩机和空气精滤设备，所述空气精滤设备连接中空纤维膜分离单元，所述空气精滤设备和中空纤维膜分离单元之间设有加热器，所述中空纤维膜分离单元通过产品气储气罐与用户终端装置相连接；所述中央参数测控系统包括分别与单片机采集控制板相连接并由单片机采集控制板控制的压力控制模块、出口氧分压控制模块和温度控制模块。所述出口氧分压控制模块用于监测中空纤维膜分离单元出口产品气的氧分压并与设定值比对，所述加热器上设有用于对产品气温度进行调节控制的温度控制模块。

所述用户终端装置包括开式呼吸面罩和流量控制装置，所述开式呼吸面罩设有可以储存一定量产品气的补偿囊。

所述中央参数测控系统还包括与单片机采集控制板相连接的用于人体生理各项指标参数检测的人体生理指标测量模块，所述人体生理指标测量模块包括心电测量模块和血氧饱和度测量模块。

本实用新型的智能化低氧发生装置系统的控制方法包括下述步骤：

（1）出口氧分压控制模块监测中空纤维膜分离单元出口产品气的氧分压，温度控制模块监测加热器管道内的气体温度，并经数据线将监测到的氧分压和温度数据传送给单片机采集控制板；

（2）单片机采集控制板将氧分压和温度数据与从电脑传送来的氧分压及温度设定值进行比对分析；

（3）氧分压及温度检测数据与设定值不一致时，单片机采集控制板向压力控制模块和温度控制模块发出指令，通过控制膜分离单元入口管道处的电控阀来调节膜分离单元的入口压缩空气压力，从而保证中空纤维膜分离单元出口产品气的氧分压与设定值一致，同时，通过对温度控制模块的控制实现对被测管路气体温度的自动控制。

本实用新型具有下述有益效果： 

1、人体机能锻炼方面：增强了人体心肺功能，提高了人体对低氧环境下的适应能力和耐受能力；

2、体育竞技方面：低氧训练能提高运动训练的质量和效果，缩短了常氧训练强度要求下的训练时长，一定程度的提高运动员竞技水平。同时，低氧训练平原化的推广，能够极大的节省运动员赴高原训练成本费用；

3、临床医疗方面：对部分患者术前进行耐低氧环境体能训练，提高人体耐受低氧环境的机体代偿机能，以期提高重大手术的存活率。

附图说明