專利名稱：一種呼吸輔助裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全節(jié)氣呼吸輔助裝置，特別是基于傳感器和電磁閥的氣流控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的輔助呼吸系統(tǒng)中，一般采用如圖1所示的主結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)氧或產(chǎn)氧裝置直接與呼吸面罩或鼻管相連，氧氣源源不斷供給使用者，在呼氣和吸氣的時(shí)候均提供氧氣?；蚴遣捎帽乔贿M(jìn)氣、口腔出氣的方式，從一定程度上減輕氧氣散失，但這種方式靠呼吸沖擊力驅(qū)動(dòng)，人呼吸時(shí)需要刻意鼓足力氣，給使用者造成負(fù)擔(dān)，也給其呼吸帶來不便。以上裝置氧氣供應(yīng)不隨呼吸節(jié)奏變化，提供的氧氣未能充分利用，在呼氣時(shí)提供的氧氣被完全或一定程度上浪費(fèi)。在需要設(shè)備輔助呼吸的場合，如醫(yī)療、登山、消防、深井或高溫作業(yè)等，供氧方式的缺陷限制了人員的活動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至危及生命。也存在個(gè)別通過間歇式供氧節(jié)約氧氣的供氧裝置，但并不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
由于呼吸輔助系統(tǒng)的特殊要求，以及現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種用于呼吸調(diào)控的安全節(jié)氣呼吸輔助裝置，消除在使用者呼氣時(shí)氧氣或其它氣源的浪費(fèi)，起到節(jié)約氣源的作用。本發(fā)明提供的 技術(shù)方案是一種呼吸輔助裝置，包括呼吸固定裝置，所述呼吸固定裝置具有進(jìn)氣口和出氣口，在其所述進(jìn)氣口處接有進(jìn)氣管；還包括控制處理裝置以及分別與所述控制處理裝置連接的受控閥門和若干個(gè)用于檢測氣流的微振動(dòng)傳感器，在所述呼吸固定裝置的進(jìn)氣口處和進(jìn)氣口處分別安裝有所述微振動(dòng)傳感器，所述受控閥門安裝于所述進(jìn)氣管處；所述控制處理裝置根據(jù)所述微振動(dòng)傳感器檢測的氣流數(shù)據(jù)判斷為呼氣狀態(tài)時(shí)，控制所述受控閥門關(guān)閉所述進(jìn)氣管，判斷為吸氣狀態(tài)時(shí)，控制該受控閥門導(dǎo)通該進(jìn)氣管。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在現(xiàn)有的輔助呼吸系統(tǒng)中增加了呼吸檢測控制電路，能夠檢測和判斷使用者的呼吸狀態(tài)，根據(jù)呼吸狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)控氣源供應(yīng)，僅在吸氣的時(shí)候供氣，在呼氣的時(shí)候則切斷氣源供應(yīng)，以此達(dá)到節(jié)約氣源的目的。進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣口處和所述出氣口處的所述微振動(dòng)傳感器分別將采集的數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理裝置，當(dāng)該控制處理裝置計(jì)算出出氣口氣流數(shù)據(jù)與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)之差大于設(shè)定的閥值時(shí)，該控制處理裝置判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過差分算法能夠有效濾除噪聲干擾，保證判斷的精度，不會(huì)誤觸發(fā)。更進(jìn)一步的，所述控制處理裝置控制所述進(jìn)氣口處和所述出氣口處的所述微振動(dòng)傳感器每間隔5ms同步采集一次氣流信號(hào)，所述控制處理裝置將連續(xù)20次采集到的出氣口氣流數(shù)據(jù)組成一個(gè)隊(duì)列，取該隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，同時(shí)，將在連續(xù)20次采集到的進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)組成另一個(gè)隊(duì)列，計(jì)算該隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值得到進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值；當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值之差大于設(shè)定的閥值時(shí)，所述控制處理裝置判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。采用這種技術(shù)方案，能夠避免氣流瞬時(shí)波動(dòng)而對(duì)判斷結(jié)果造成影響，提高了判斷的精確性。進(jìn)一步的，所述呼吸固定裝置的所述進(jìn)氣口處設(shè)有進(jìn)氣單向閥膜片，若干所述微振動(dòng)傳感器安裝于該進(jìn)氣單向閥膜片外側(cè)；
和/或，
所述呼吸固定裝置的所述出氣口處設(shè)有出氣單向閥膜片，另外若干所述微振動(dòng)傳感器安裝于該出氣單向閥膜片外側(cè)。采用這樣的技術(shù)方案，將微振動(dòng)傳感器分別安裝于進(jìn)氣口處和出氣口處，能夠更加準(zhǔn)確地測量到呼氣氣流和吸氣氣流，并且，將傳感器布置于單向閥膜片的外側(cè)，使單向閥膜片將使用者嘴鼻與傳感器隔離，避免了微振動(dòng)傳感器裝于單向閥膜片內(nèi)側(cè)時(shí)持續(xù)受到固定裝置內(nèi)的氣流的影響，從而進(jìn)一步地了提高對(duì)呼、吸的判斷準(zhǔn)確性。更進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣口處的所述微振動(dòng)傳感器的感應(yīng)端面向該進(jìn)氣口。采用這樣的技術(shù)方案，安裝方位不同于人們通常的設(shè)想，使進(jìn)氣口處的微振動(dòng)傳感器處于最優(yōu)的安裝方位，提高進(jìn)氣口的傳感器的靈敏度。進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣口處的所述微振動(dòng)傳感器的個(gè)數(shù)和所述出氣口處的所述微振動(dòng)傳感器個(gè)數(shù)相同；所述進(jìn)氣口處的多個(gè)所述微振動(dòng)傳感器并聯(lián)后與所述控制處理裝置連接，所述出氣口處的多個(gè)所述微振動(dòng)傳感器并聯(lián)后與所述控制裝置連接。采用上述技術(shù)方案，多個(gè)傳感器能夠并接，各傳感器采集的信號(hào)疊加，可以增大對(duì)進(jìn)氣口處或出氣口處采集到 的信號(hào)強(qiáng)度，利于后續(xù)計(jì)算處理，避免因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度過弱而難于進(jìn)行呼、吸狀態(tài)的判斷。進(jìn)一步的，所述呼吸固定裝置為面罩；所述控制處理裝置包括依次連接的信號(hào)放大電路、Α/D轉(zhuǎn)換器和微處理器；所述信號(hào)放大電路與所述微振動(dòng)傳感器連接，所述微處理器與所述受控閥門連接；所述受控閥門為常通式電磁閥；所述微振動(dòng)傳感器為麥克風(fēng)傳感器。采用上述技術(shù)方案，采用常通式電磁閥，在設(shè)備故障或電力不足時(shí)，供氣通路保持暢通，保證了使用者的安全；呼吸輔助裝置中使用麥克風(fēng)傳感器檢測呼吸氣流，麥克風(fēng)傳感器不需要被呼吸沖擊力驅(qū)動(dòng)，只要有呼吸氣流就可以檢測，對(duì)使用者不會(huì)造成呼吸負(fù)擔(dān)，也不會(huì)因呼吸中短暫的中斷產(chǎn)生誤觸發(fā)，使用更加方便。裝置創(chuàng)新地采用麥克風(fēng)傳感器作為呼吸檢測的信號(hào)采集裝置，具有體積小，靈敏度高，不會(huì)對(duì)呼吸造成干擾以及反應(yīng)靈敏迅速等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供一種呼吸輔助裝置的控制方法，包括如下步驟
步驟s :進(jìn)氣口處和出氣口處的各微振動(dòng)傳感器分別檢測進(jìn)氣口氣流和出氣口氣流，分別將信號(hào)傳輸至控制處理裝置；
步驟S :控制處理裝置得到出氣口氣流數(shù)據(jù)和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)并將兩者作差；
步驟S :當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置判斷為呼氣狀態(tài)，則控制受控閥門關(guān)閉進(jìn)氣管；否則，判斷為吸氣狀態(tài)，則控制受控閥門導(dǎo)通進(jìn)氣管。
進(jìn)一步的，
步驟s進(jìn)一步包括進(jìn)氣口處和出氣口處的微振動(dòng)傳感器每間隔5ms同步采樣一次；步驟s2進(jìn)一步包括控制處理裝置將同時(shí)連續(xù)20次采樣獲得的20個(gè)進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)和20個(gè)出氣口氣流數(shù)據(jù)分別組成兩個(gè)隊(duì)列，計(jì)算兩個(gè)隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值，分別得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，將兩者作差；
步驟s3進(jìn)一步包括當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。更進(jìn)一步的，所述隊(duì)列中的數(shù)據(jù)的進(jìn)出采用先進(jìn)先出原則。采用上述技術(shù)方案，先進(jìn)先出原則是符合時(shí)間順序的順次檢測，控制處理裝置能夠隨著時(shí)間的推移順次檢測最新的氣流情況。本發(fā)明帶來的有益效果是本發(fā)明在現(xiàn)有的輔助呼吸系統(tǒng)中增加了呼吸檢測控制電路，能夠檢測和判斷使用者的呼吸狀態(tài)，根據(jù)呼吸狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)控氣源供應(yīng)，僅在吸氣的時(shí)候供氣，在呼氣的時(shí)候則切斷氣源供應(yīng)，以此達(dá)到節(jié)約氣源的目的。同時(shí)采用常通式電磁閥，在設(shè)備故障或電力不足時(shí)，供氣通路保持暢通，保證了使用者的安全；本發(fā)明呼吸輔助裝置中使用麥克風(fēng)傳感器檢測呼吸氣流，檢測靈敏度高；本發(fā)明呼吸輔助裝置通過差分算法能夠有效濾除噪聲干擾，保證判斷的精度，不會(huì)誤觸發(fā)。


圖1為現(xiàn)有呼吸輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2本發(fā)明呼吸輔助裝置實(shí)施例中的面罩結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明呼吸輔助裝 置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明呼吸輔助裝置實(shí)施例中的呼吸檢測控制電路結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明呼吸輔助裝置的控制方法實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖2、3所示，本發(fā)明實(shí)施例的呼吸輔助裝置，用于供應(yīng)氧氣或其它可供人呼吸的氣體(包括氧氣與其它氣體的混合物)，其包括呼吸固定裝置1，呼吸固定裝置I具有進(jìn)氣口 11和出氣口 12，其進(jìn)氣口 11連接有進(jìn)氣管2 ;呼吸輔助裝置還包括控制處理裝置3以及分別與控制處理裝置3連接的受控閥門4和若干個(gè)微振動(dòng)傳感器5，微振動(dòng)傳感器5安裝于呼吸固定裝置I上，進(jìn)氣口 11和出氣口 12處分別裝有多個(gè)微振動(dòng)傳感器5，受控閥門4安裝于進(jìn)氣管2處；控制處理裝置3根據(jù)微振動(dòng)傳感器5檢測的氣流信號(hào)判斷為呼氣狀態(tài)時(shí)，控制受控閥門4關(guān)閉進(jìn)氣管2，判斷為吸氣狀態(tài)時(shí)，控制受控閥門4導(dǎo)通進(jìn)氣管2。本實(shí)施例的呼吸輔助裝置通過進(jìn)氣管2與供氣設(shè)備6連接，可以應(yīng)用于不同類型的各種供氣設(shè)備6 ο如圖2所示，呼吸固定裝置I為面罩，也可以是鼻管等其他呼吸固定裝置。受控閥門4優(yōu)選為常通式電磁閥；微振動(dòng)傳感器5優(yōu)選為麥克風(fēng)傳感器。如圖3所示，本實(shí)施例呼吸輔助裝置用于呼吸檢測控制的電路主要包括依次連接的微振動(dòng)傳感器5、控制處理裝置3和受控閥門4。如圖4所示，控制處理裝置3又包括信號(hào)放大電路31、A/D轉(zhuǎn)換器32、微處理器33。如圖3所不,微振動(dòng)傳感器5的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大電路31放大后送入Α/D轉(zhuǎn)換器32進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)之后由微處理器33處理，微處理器33據(jù)此控制受控閥門4。本實(shí)施例的呼吸輔助裝置是一種基于微振動(dòng)傳感器5的呼吸輔助裝置，通過微振動(dòng)傳感器5檢測呼吸氣流，通過ADC獲取傳感器的電壓信號(hào)，控制處理裝置3以此作為判斷依據(jù)來判斷呼吸狀態(tài)。控制處理裝置3選用單片機(jī)，單片機(jī)控制常通式電磁閥，當(dāng)判斷為吸氣狀態(tài)時(shí)電磁閥斷電，電磁閥打開，進(jìn)氣管2為導(dǎo)通狀態(tài)，氣源正常供應(yīng)氧氣；當(dāng)判斷為呼氣時(shí)電磁閥通電，電磁閥閉合，進(jìn)氣管2為關(guān)閉狀態(tài)，氣源停止供氧。采用宏晶公司的STC12C5A60S2微處理芯片來實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器電壓信號(hào)的采集、分析以及電磁閥控制，該微處理芯片為基于8051內(nèi)核的加強(qiáng)型51單片機(jī)，自帶8路ADC轉(zhuǎn)換，且具有較快的處理速度和穩(wěn)定的性能。如圖2所示，面罩的進(jìn)氣口 11和出氣口 12為兩個(gè)分開的氣道結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣口 11和出氣口處均安裝有多個(gè)微振動(dòng)傳感器5，當(dāng)呼氣和吸氣的時(shí)候，進(jìn)氣口 11、出氣口 12分別有氣流，通過合理布設(shè)傳感器，可以捕捉到微弱的氣流信號(hào)。優(yōu)選的，呼吸固定裝置的進(jìn)氣口11設(shè)有至少2個(gè)微振動(dòng)傳感器5·，這些微振動(dòng)傳感器5并聯(lián)后與控制處理裝置3連接；出氣口 12也設(shè)有至少2個(gè)微振動(dòng)傳感器5，這些微振動(dòng)傳感器5并聯(lián)后與控制處理裝置3連接，并且，進(jìn)氣口 11處和出氣口 12處的微振動(dòng)傳感器個(gè)數(shù)相同，以保證兩處取得的信號(hào)強(qiáng)度一致；進(jìn)氣口 11、出氣口 12每一處的傳感器個(gè)數(shù)最好是3個(gè)，即能保證信號(hào)強(qiáng)度，又節(jié)省成本，而且與進(jìn)氣口 11或出氣口 12的口徑相符。呼吸固定裝置的進(jìn)氣口 11處設(shè)有進(jìn)氣單向閥膜片，若干微振動(dòng)傳感器5安裝于進(jìn)氣口 11處、進(jìn)氣單向閥膜片外側(cè)；進(jìn)氣管2中進(jìn)氣時(shí)，進(jìn)氣口 11處的進(jìn)氣單向閥膜片被氣流吹開，氣源得以通過進(jìn)氣管2即進(jìn)氣口 11順利進(jìn)入面罩內(nèi)，否則其即閉合，封閉住進(jìn)氣口
11。按照通常認(rèn)識(shí)，進(jìn)氣口 11處或出氣口處12的傳感器，應(yīng)將它們的感應(yīng)端迎向呼吸產(chǎn)生的氣流，也就是說在進(jìn)氣口 11處的傳感器，其感應(yīng)端應(yīng)背向進(jìn)氣口，也就是遠(yuǎn)離進(jìn)氣口的方向，以使其感應(yīng)端迎向由呼吸產(chǎn)生的吸氣氣流；但是，經(jīng)過本發(fā)明人反復(fù)試驗(yàn)、測算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)氣口 11處的傳感器的感應(yīng)端面向進(jìn)氣口 11時(shí)，它對(duì)吸氣氣流進(jìn)行檢測的感應(yīng)靈敏度反而比其感應(yīng)端背向進(jìn)氣口 11時(shí)更佳，因此，優(yōu)選的，微振動(dòng)傳感器5的感應(yīng)端面向進(jìn)氣口11。呼吸固定裝置的出氣口 12處設(shè)有出氣單向閥膜片，另外若干微振動(dòng)傳感器5安裝于出氣口 12處、出氣單向閥膜片外側(cè)；呼氣時(shí)，出氣口 12處的出氣單向閥膜片被氣流吹開，面罩內(nèi)的氣體得以從出氣口 12處順利排出，否則其即閉合，封閉住出氣口 12。微振動(dòng)傳感器5用于檢測人的呼吸氣流，優(yōu)選采用麥克風(fēng)傳感器，麥克風(fēng)傳感器不需要被呼吸沖擊力驅(qū)動(dòng)，只要有呼吸氣流就可以檢測，對(duì)使用者不會(huì)造成呼吸負(fù)擔(dān)，也不會(huì)因呼吸中短暫的中斷產(chǎn)生誤觸發(fā)，使用更加方便。裝置創(chuàng)新地采用麥克風(fēng)傳感器作為呼吸檢測的信號(hào)采集裝置，具有體積小，靈敏度高，不會(huì)對(duì)呼吸造成干擾以及反應(yīng)靈敏迅速等優(yōu)點(diǎn)。由于出氣口 11和進(jìn)氣口 12兩處的傳感器都裝在兩處的單向閥膜片靠外的一側(cè)，直接暴露在外界環(huán)境中，環(huán)境噪音對(duì)出氣口 11處和進(jìn)氣口 12的傳感器的干擾是相同的，SP兩處的微振動(dòng)傳感器5對(duì)外界噪音的響應(yīng)是相同的，將出氣口 12和進(jìn)氣口 11兩處的傳感器采集到的信號(hào)的數(shù)據(jù)直接作差就可以濾除外界噪音了，因此，如圖5所示，在微處理器33中，采用了差分算法來實(shí)現(xiàn)降噪，這樣可以濾除環(huán)境噪聲對(duì)傳感器的影響，防止誤判。麥克風(fēng)傳感器的信號(hào)經(jīng)過放大和AD轉(zhuǎn)換，由微處理器33處理分析，將出氣口和進(jìn)氣口的傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)同步作差，獲得濾除了外界噪聲的氣流信號(hào)，判斷出氣氣流和進(jìn)氣氣流的差值是否達(dá)到閾值。在一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用例中，以1024代表電壓5V，閾值一般取5至20。當(dāng)檢測到出氣氣流大于進(jìn)氣氣流且兩者之差超過閥值，則判斷為呼氣狀態(tài)，常通式電磁閥通電，供氧管路導(dǎo)通；否則即為吸氣狀態(tài)，電磁閥斷電，切斷氧氣供應(yīng)。在算法上采用先隊(duì)列平均，氣口和出氣口兩處的傳感器各分別每間隔5ms (毫秒)同時(shí)采樣一次，即控制處理裝置3獲得每間隔5ms的進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)和每間隔5ms的出氣口氣流數(shù)據(jù)，出氣口處傳感器連續(xù)20次采樣得到連續(xù)20次出氣口氣流數(shù)據(jù)，這20個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列，同時(shí)，進(jìn)氣口處傳感器連續(xù)20次采樣獲得得到連續(xù)20次進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)構(gòu)成另一個(gè)隊(duì)列，將連續(xù)獲得的20次出氣口氣流數(shù)據(jù)取平均值得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，將連續(xù)獲得的20次進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)取平均值得到進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，將兩個(gè)平均值作差，判斷兩者差值與閥值的關(guān)系；每連續(xù)20次采樣獲得的出氣口氣流數(shù)據(jù)或進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)構(gòu)成的隊(duì)列，不間斷地每間隔5ms采樣一次，每次舍棄最陳舊的數(shù)據(jù)并補(bǔ)充一個(gè)最新的數(shù)據(jù)(即先進(jìn)先出)，始終保持隊(duì)列中包含連續(xù)20次采樣獲得的數(shù)據(jù)，兩路傳感器的隊(duì)列數(shù)據(jù)的平均值作差，并與用于標(biāo)定呼、吸狀態(tài)的閾值比較，得到呼吸狀態(tài)。這樣，裝置在有環(huán)境噪音的情況下依然能夠可靠工作。從上可知，本實(shí)施例的呼吸輔助裝置采用了如下的控制方法，如圖5所示，包括如下步驟
步驟S1:進(jìn)氣口 11處和出氣口 12處的各微振動(dòng)傳感器5分別檢測進(jìn)氣口氣流和出氣口氣流，分別將信號(hào)傳輸至控制處理裝置3 ；
步驟s2 :控制處理裝置3得到出氣口氣流數(shù)據(jù)和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)并將兩者作差；
步驟s3 :當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置3判斷為呼氣狀態(tài)，則控制受控閥門`4關(guān)閉進(jìn)氣管2 ;否則，判斷為吸氣狀態(tài)，則控制受控閥門4導(dǎo)通進(jìn)氣管2。優(yōu)選的，步驟Si進(jìn)一步包括進(jìn)氣口 11處和出氣口 12處的微振動(dòng)傳感器5每間隔5ms同步采樣一次；
步驟s2進(jìn)一步包括控制處理裝置3將同時(shí)連續(xù)20次采樣獲得的20個(gè)進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)和20個(gè)出氣口氣流數(shù)據(jù)分別組成兩個(gè)隊(duì)列，計(jì)算兩個(gè)隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值，分別得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，將兩者作差；
步驟s3進(jìn)一步包括當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置3判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。本實(shí)施例的呼吸輔助裝置及其控制方法通過增加檢測呼吸和控制氣流通斷的電磁閥的裝置，呼氣的時(shí)候停止供氣，只在吸氣的時(shí)候供氣，以此把單位質(zhì)量氣體的使用時(shí)間延長為普通面罩的兩倍。如上所云是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和內(nèi)涵的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。·
權(quán)利要求
1.一種呼吸輔助裝置，包括呼吸固定裝置(I)，所述呼吸固定裝置(I)具有進(jìn)氣口(11) 和出氣口(12)，在其所述進(jìn)氣口(11)處接有進(jìn)氣管(2);其特征在于還包括控制處理裝置(3)以及分別與所述控制處理裝置(3)連接的受控閥門(4)和若干個(gè)用于檢測氣流的微振動(dòng)傳感器(5)，在所述呼吸固定裝置(I)的進(jìn)氣口(11)處和進(jìn)氣口(12)處分別安裝有所述微振動(dòng)傳感器(5)，所述受控閥門(4)安裝于所述進(jìn)氣管(2)處；所述控制處理裝置(3) 根據(jù)所述微振動(dòng)傳感器(5)檢測的氣流數(shù)據(jù)判斷為呼氣狀態(tài)時(shí)，控制所述受控閥門(4)關(guān)閉所述進(jìn)氣管(2)，判斷為吸氣狀態(tài)時(shí)，控制該受控閥門(4)導(dǎo)通該進(jìn)氣管(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述進(jìn)氣口(11)處和所述出氣口(12)處的所述微振動(dòng)傳感器(5)分別將采集的數(shù)據(jù)傳輸給所述控制處理裝置(3)，當(dāng)該控制處理裝置(3)計(jì)算出出氣口氣流數(shù)據(jù)與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)之差大于設(shè)定的閥值時(shí)，該控制處理裝置(3)判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述控制處理裝置(3)控制所述進(jìn)氣口(11)處和所述出氣口(12)處的所述微振動(dòng)傳感器(5)每間隔5ms同步采集一次氣流信號(hào)，所述控制處理裝置(3)將連續(xù)20次采集到的出氣口氣流數(shù)據(jù)組成一個(gè)隊(duì)列，取該隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，同時(shí)，將在連續(xù)20次采集到的進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)組成另一個(gè)隊(duì)列，計(jì)算該隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值得到進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值；當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值之差大于設(shè)定的閥值時(shí)，所述控制處理裝置(3)判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述呼吸固定裝置(I)的所述進(jìn)氣口(11)處設(shè)有進(jìn)氣單向閥膜片，若干所述微振動(dòng)傳感器(5)安裝于該進(jìn)氣單向閥膜片外側(cè)；和/或，所述呼吸固定裝置(I)的所述出氣口(12)處設(shè)有出氣單向閥膜片，另外若干所述微振動(dòng)傳感器(5)安裝于該出氣單向閥膜片外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述進(jìn)氣口(11)處的所述微振動(dòng)傳感器(5)的感應(yīng)端面向該進(jìn)氣口(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述進(jìn)氣口(11)處的所述微振動(dòng)傳感器(5)的個(gè)數(shù)和所述出氣口(12)處的所述微振動(dòng)傳感器(5)個(gè)數(shù)相同；所述進(jìn)氣口(11)處的多個(gè)所述微振動(dòng)傳感器(5)并聯(lián)后與所述控制處理裝置(3)連接，所述出氣口(12)處的多個(gè)所述微振動(dòng)傳感器(5)并聯(lián)后與所述控制裝置(3)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的呼吸輔助裝置，其特征在于所述呼吸固定裝置(I)為面罩；所述控制處理裝置(3)包括依次連接的信號(hào)放大電路(31)、A/D轉(zhuǎn)換器(32)和微處理器(33);所述信號(hào)放大電路(31)與所述微振動(dòng)傳感器(5)連接，所述微處理器(33)與所述受控閥門(4)連接；所述受控閥門(4)為常通式電磁閥；所述微振動(dòng)傳感器(5)為麥克風(fēng)傳感器。
8.—種呼吸輔助裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟步驟S1:進(jìn)氣口(11)處和出氣口(12)處的各微振動(dòng)傳感器(5)分別檢測進(jìn)氣口氣流和出氣口氣流，分別將信號(hào)傳輸至控制處理裝置(3)；步驟s2 :控制處理裝置(3)得到出氣口氣流數(shù)據(jù)和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)并將兩者作差；步驟S3 :當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置 ⑶判斷為呼氣狀態(tài)，則控制受控閥門⑷關(guān)閉進(jìn)氣管⑵；否則，判斷為吸氣狀態(tài)，則控制受控閥門(4)導(dǎo)通進(jìn)氣管(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于進(jìn)一步包括步驟Si進(jìn)一步包括進(jìn)氣口(11)處和出氣口(12)處的微振動(dòng)傳感器(5)每間隔5ms 同步采樣一次；步驟s2進(jìn)一步包括控制處理裝置(3)將同時(shí)連續(xù)20次采樣獲得的20個(gè)進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)和20個(gè)出氣口氣流數(shù)據(jù)分別組成兩個(gè)隊(duì)列，計(jì)算兩個(gè)隊(duì)列中數(shù)據(jù)的平均值，分別得到出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值和進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值，將兩者作差；步驟s3進(jìn)一步包括當(dāng)出氣口氣流數(shù)據(jù)平均值與進(jìn)氣口氣流數(shù)據(jù)平均值之差大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，控制處理裝置(3)判斷為呼氣狀態(tài)，否則，判斷為吸氣狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于進(jìn)一步包括所述隊(duì)列中數(shù)據(jù)的進(jìn)出米用先進(jìn)先出原則。
全文摘要
本發(fā)明一種呼吸輔助裝置，包括呼吸固定裝置，所述呼吸固定裝置具有進(jìn)氣口和出氣口，在其所述進(jìn)氣口處接有進(jìn)氣管；還包括控制處理裝置以及分別與所述控制處理裝置連接的受控閥門和若干個(gè)用于檢測氣流的微振動(dòng)傳感器，在所述呼吸固定裝置的進(jìn)氣口處和進(jìn)氣口處分別安裝有所述微振動(dòng)傳感器，所述受控閥門安裝于所述進(jìn)氣管處；所述控制處理裝置根據(jù)所述微振動(dòng)傳感器檢測的氣流數(shù)據(jù)判斷為呼氣狀態(tài)時(shí)，控制所述受控閥門關(guān)閉所述進(jìn)氣管，判斷為吸氣狀態(tài)時(shí)，控制該受控閥門導(dǎo)通該進(jìn)氣管。本發(fā)明還提供一種呼吸輔助裝置的控制方法。本發(fā)明能夠根據(jù)呼吸狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)控氣源供應(yīng)，僅在吸氣的時(shí)候供氣，在呼氣的時(shí)候則切斷氣源供應(yīng)，以此達(dá)到節(jié)約氣源的目的。
文檔編號(hào)A62B7/00GK103041486SQ201310033668
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者韓利亞, 樓誼, 原帥, 馬夢云 申請人:韓利亞