[发明专利]自控氧气发生器

说明书

【技术领域】

本发明涉及供氧装置技术领域，特别是涉及一种自控氧气发生器。

【背景技术】

氧气与人的生命密切相关，正常状态下空气中的氧气浓度为21％左右，如果空气中氧气的浓度降低到7％-17％，则会对人体产生不同程度的影响，使人感到呼吸困难、头痛头晕、失去知觉甚至造成死亡，从而影响人们的正常生活和工作。特别是冬季在建筑物的室内和汽车驾驶室内等，由于密封条件好，空气不能正常流通，处于室内的人们呼吸时消耗着有限的氧气，使室内的氧气浓度降低，导致人体极易疲倦，注意力不集中，工作效率降低，甚至影响驾驶的安全性。

在密闭空间内，供氧装置是保证空间内人员维持生命所必需的设备，目前常用的装置包括电解水供氧设备、液氧供氧设备、化学氧源供氧设备等。这些设备各有其优缺点：电解水供氧设备在工作过程中需要消耗电能，在没有电力的情况下并不适用，而且产氧的同时会产生氢气，氢气的存在对密闭空间是一个非常不利的因素，但经技术改进该类技术通常适用在潜艇、航天、化工等大空间领域；液氧罐供氧装置使用简单，工作过程中几乎不消耗电能，氧气纯度高，但其缺点在于保存温度需在-183℃以下，通常技术下较难实现，同时其储氧量有限，因此也不适合于大型空间的供氧；固态氧气发生器是一种利用化学产氧剂作为氧源的化学供氧设备，其具有体积小、单位体积储氧量大、使用过程中无需外加动力消耗等优点，一般情况下作为潜艇舱室、地下密闭坑道、航天器等中小型密闭空间，特别是没有电力供应或电力供应不足的空间首选的供氧技术，其一般用于应急供氧，为一次性供氧方式，反应不可逆，一旦启动不能停止。

除此之外，在民用日常供氧方面，目前，家用及办公场所用供氧装置主要包括氧气瓶、氧气袋和家用制氧机，家用制氧机根据工作原理不同分为物理制氧和化学制氧两大类。化学制氧直接使用化学药剂作为氧源，结构简单，操作方便；物理制氧不需要化学物质，以空气为原料，是较理想的供氧方式，主要采用膜分离和变压吸附工艺。下面对这几种方式及其优缺点做简要说明：

(一)化学制氧

1、家庭用化学制氧主要采用过碳酸钠(固体双氧水)作为原料，其在二氧化锰的催化下与水反应产生氧气，随反应的进行，反应液温度升高，产氧速度骤增，反应很快完成。目前主要用于急救方面，若用于家庭氧疗保健，维护费用相对较高，同时该方法仅为单次使用，需手动加料以维持供应。

2、电解水制氧，指电解槽在直流电作用下使水发生分解，在阴极表面产生氢气，阳极表面产生氧气。其缺点是耗能大，电解槽部分的直流电耗能占了总耗电量的90％以上，只有在电力充足的环境下使用才有优势，而且制氧过程中会产生氢气，存在燃爆危险。

3、电子双极式制氧，其采用空气电极为阴极，空气中的氧气经过电极的透气膜传递到催化膜表面，发生电化学反应，电离为负氧离子，通过正极的引力将负氧离子富集，到达正极后释放电子还原为氧气。该方法虽然耗能较电解水小，但其强酸或强碱的环境导致其安全性差，制氧机寿命低，产氧量小，产生的氧气含酸性或碱性气体，污染较大。

(二)物理制氧

1、膜分离制氧，指气体混合物(空气)通过高分子膜材料，由于气体在膜中的溶解度和扩散系数不同，导致不同的气体在膜中的相对渗透速度不同，实现氮氧分离，其缺点在于制得的氧气浓度较低，通常为30-40％，只能作为保健氧使用，不能直接供给大型空间中。

2、变压吸附制氧，是利用不同压力下吸附剂对空气中氮、氧的吸附容量和选择性不同进行氮氧分离，其产氧浓度可以达到95％，并且可以通过调整流量实现对浓度的控制。

目前家用或办公用氧气发生器(如氧立得等)多采用变压吸附制氧技术，其采用低气压下高吸附性能的分子筛作为氧气分离装置，通过压力传感控制吸附及分离的过程，其一般为手动操作系统，可设置定时供氧，其缺点有如下几点：首先，需电力供应，在断电情况下无法使用；其次，无法根据环境氧气浓度自动控制仪器的开闭，室内氧气浓度并不是越大越好，当浓度超过一定量或超过一定时间时会使人体遭遇“氧中毒”的状况，对身体反而有害。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种可根据环境中氧气浓度自动控制氧气制取及补充的自控氧气发生器。

本发明采用如下技术方案：

一种自控氧气发生器，包括传感控制系统和制氧系统，所述传感控制系统包括控制氧气检测传感器和控制系统，控制氧气检测传感器与所述控制系统电连接，控制系统与所述制氧系统电连接；