專利名稱：電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種電子流量監(jiān)控器及麻醉機。
背景技術：
如圖I所示，麻醉機的功能是在手術期間對病人進行吸入麻醉劑和機械通氣。麻醉機工作期間，病人吸入的氣體是在一個帶有鈉石灰罐(用來吸收人體呼出的二氧化碳C02)的密閉式回路中循環(huán)利用的。由于回路中氣體的消耗(如氧氣02等被人體吸收)和泄漏，因此需要不斷進行補充。麻醉機中有一條獨立的通道持續(xù)的補充氣體到病人呼吸回路，這路補充氣體一般稱為新鮮氣體。新鮮氣體的形成一般分為兩步
第一步氧氣和平衡氣體(空氣Air或一氧化二氮N20)在流量監(jiān)控器中以不同的流量進行混合；第二步流量監(jiān)控器輸出的混合氣體經過麻藥(即麻醉藥)揮發(fā)罐后，形成新鮮氣體，輸送到病人呼吸回路。流量監(jiān)控器調節(jié)氧氣與平衡氣體的流量的方式一般有兩種機械調節(jié)方式與電子調節(jié)方式。機械調節(jié)方式用戶通過機械針閥調節(jié)氧氣和平衡氣體的流量，并采用流量傳感器或機械轉子流量計監(jiān)測氧氣和平衡氣體的流量。機械調節(jié)方式系統(tǒng)簡單、成本較低、可靠性高，其缺點在于自動化程度不高。此外，為獲得所需要的氧氣濃度與總流量，用戶需要自行計算所需的氧氣和平衡氣體的流量。該種方式一般應用于中低端機型。電子調節(jié)方式用戶只需要輸入所需的氧氣濃度和總流量，系統(tǒng)自動對各種氣體流量進行監(jiān)控，達到用戶設定的指標。電子調節(jié)方式自動化程度較高，操作簡單，精度較高，但系統(tǒng)較為復雜，成本高，一般用于中高端機型。電子調節(jié)方式的流量監(jiān)控器一般稱為電子流量監(jiān)控器。如圖2所示，現(xiàn)有電子流量監(jiān)控器一般具有氧氣支路2、氧氣旁路I、一氧化二氮支路3及空氣支路4。氧氣支路2 —般設有一個通斷控制器7 (如選通閥)、一個流量控制閥
8、一個壓力傳感器10、一個流量傳感器9和一個單向閥11。一氧化二氮支路和空氣支路各設有一個通斷控制器7，在同一時刻，該兩個通斷控制器最多只有一個導通。公共氣體支路5設有一個流量控制閥8、一個壓力傳感器10和一個單向閥11?？傊吩O有一個壓力傳感器10。氧氣旁路I設有一個機械針閥12和一個通斷控制器7 (該通斷控制器是常開類型，即不給電時，該通斷控制器打開，選擇常開類型的原因是當系統(tǒng)掉電時，氧氣旁路能夠打開，為病人提供純氧氣；而該電子流量監(jiān)控器中其他的通斷控制器均為常閉類型，即不給電時，通斷控制器關閉)，該機械針閥用于調節(jié)氣體流量，該通斷控制器可以避免在正常工作情況下時，由于機械針閥未關緊，氧氣旁路支路也有氧氣通過的情況。氧氣支路、平衡氣體支路和總支路的壓力傳感器的作用是檢測氣路壓力，防止氣路壓力過高，提高系統(tǒng)安全性；此外，還可以通過壓力傳感器的信息對當前檢測的氣體流量值進行補償計算。氧氣支路和平衡氣體支路的單向閥的作用是防止氧氣支路和平衡氣體支路發(fā)生氣體倒流現(xiàn)象。該電子流量監(jiān)控器具有如下缺點總流量及氧氣濃度均為間接檢測，控制算法較為復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種控制算法較為簡單的電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種電子流量監(jiān)控器，包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的至少一個平衡氣體支路及用于混合氧氣和平衡氣體的總支路，所述氧氣支路設有用于調節(jié)氣體流量的流量控制器，所述流量控·制器與所述控制模塊信號連接，所述控制模塊控制各所述平衡氣體支路的通斷并調節(jié)平衡氣體的流量，所述總支路設有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器能夠檢測混合氣體總流量及混合氣體中氧氣的濃度，且所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號連接。平衡氣體支路可以有多個，該多個平衡氣體支路中可以有一個為一氧化二氮支路。進一步的，所述的電子流量監(jiān)控器還包括用于旁路掉所述氧氣支路的流量控制器的氧氣旁路。進一步的，各所述平衡氣體支路共用一個公共氣體支路，各所述平衡氣體支路的輸出連接所述公共氣體支路的輸入，所述總支路的輸入連接所述公共氣體支路的輸出，各所述平衡氣體支路均設有第一通斷控制器，所述公共氣體支路也設有流量控制器，所述控制模塊通過所述第一通斷控制器和流量控制器分別控制所述平衡氣體支路的通斷和調節(jié)平衡氣體流量。進一步的，所述氧氣支路和/或公共氣體支路設有用于檢測氣體流量的第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號連接。進一步的，所述氧氣旁路設有用于調節(jié)氧氣流量的機械針閥。氧氣旁路可以設有用于氣路通斷控制的第二通斷控制器。第二通斷控制器可以為常開型控制器。第一通斷控制器可以為常閉型控制器。進一步的，所述總支路還設有用于檢測氣體流量的機械式流量計。進一步的，各所述平衡氣體支路均設有流量控制器，所述控制模塊通過所述流量控制器調節(jié)平衡氣體流量。進一步的，所述平衡氣體支路包括一氧化二氮支路，所述第一流量傳感器為能夠檢測氧氣和一氧化二氮混合時的混合氣體總流量及氧氣濃度的流量傳感器。一種麻醉機，包括所述的電子流量監(jiān)控器。一種電子流量監(jiān)控器的控制方法，包括如下步驟接收預設參數(shù)，所述預設參數(shù)包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型；實時檢測氧氣濃度及總支路的混合氣體總流量，并根據(jù)檢測值實時調節(jié)氧氣流量和平衡氣體的流量，直至混合氣體的氧氣濃度和總流量達到預設值。進一步的，當平衡氣體為一氧化二氮時，通過第一流量傳感器實時檢測總支路的混合氣體總流量及氧氣濃度；當平衡氣體為空氣時，通過第一流量傳感器實時檢測總支路的混合氣體總流量，通過氧氣支路的第二流量傳感器實時檢測氧氣濃度。本發(fā)明的有益效果是由于混合氣體的總流量以及混合氣體中氧氣的濃度都可以直接通過總支路的第一流量傳感器進行測量，因此控制過程更加簡單。


圖I是表示現(xiàn)有麻醉機的新鮮氣體形成過程的結構框圖；圖2是現(xiàn)有電子流量監(jiān)控器的結構框圖；圖3是本實施方式電子流量監(jiān)控器的結構框圖；圖4是本實施方式電子流量監(jiān)控器的控制方法的流程框圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖3及圖4所示，本實施方式電子流量監(jiān)控器包括氧氣支路2、一氧化二氮支路
4、空氣支路3、總支路6及控制模塊。氧氣支路2用于提供純氧。一氧化二氮支路4和空氣支路3用于在控制模塊的控制下，選擇性的提供空氣或一氧化二氮作為平衡氣體?？傊?用于混合氧氣和平衡氣體，并將混合得到的氣體輸出。控制模塊還能夠通過流量控制器調節(jié)氧氣和平衡氣體的流量，使通過總支路輸出的混合氣體達到設定的氧氣濃度和總流量。氧氣支路2設有一個第一通斷控制器13、一個流量控制器14、一個壓力傳感器15、一個第二流量傳感器16及一個單向閥17，該第二流量傳感器16位于流量控制器14的下游，即氧氣先流經流量控制器14，再流經第二流量傳感器16。第一通斷控制器13用于控制氧氣支路的打開或關斷。流量控制器14用于調節(jié)氧氣流量。壓力傳感器15用于檢測并防止氧氣支路壓力過大，以及對第二流量傳感器16測得的流量值進行補償計算。第二流量傳感器16用于檢測并防止氧氣流量過大。單向閥17用于防止氧氣倒流。空氣支路3和一氧化二氮支路4共用一個公共氣體支路5?？諝庵?和一氧化二氮支路4也各設有一個第一通斷控制器13。在任何時候，空氣支路3和一氧化二氮支路4中最多有一個支路的第一通斷控制器打開。公共氣體支路5設有一個流量控制器14、一個壓力傳感器15及一個單向閥17。流量控制器14用于調節(jié)平衡氣體流量。壓力傳感器15用于檢測并防止氣路壓力過大。單向閥17用于防止平衡氣體倒流?？傊?設有一個第一流量傳感器18、一個壓力傳感器15及一個用于檢測氣體流量的機械式流量計19。第一流量傳感器18能夠檢測混合氣體總流量以及氧氣濃度(當平衡氣體為一氧化二氮時)。壓力傳感器15用于檢測并防止總支路壓力過大，以及對第一流量傳感器18測得的總流量值進行補償計算。在掉電的情況下，機械式流量計19也能顯示流量?？刂颇K與各第一通斷控制器13、流量控制器14、壓力傳感器15，以及流量傳感器16、18均信號連接?？刂颇K可以實現(xiàn)人機交互，可以用于預設氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型(如選擇空氣或一氧化二氮)；控制模塊可以控制各流量控制器14和第一通斷控制器13，可以采集各壓力傳感器15、流量控制器14、第一通斷控制器13，以及流量傳感器16、18、的信息。進一步的，當檢測到系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，控制模塊能夠關斷所有流量控制器14和第一通斷控制器13的電源，并提示報警。電子流量監(jiān)控器還可以具有氧氣旁路1，該氧氣旁路I能夠旁路掉氧氣支路2。當控制模塊檢測到系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，關斷所有的流量控制器14及第一通斷控制器13的電源，用戶能夠通過氧氣旁路I為病人提供純氧。氧氣旁路I設有一個用于調節(jié)氣體流量的機械針閥20。氧氣旁路I還可以設有一個用于控制氣路打開和關斷的第二通斷控制器21，其可以避免在正常情況下，由于機械針閥20尚未關緊，氧氣旁路I也有氧氣通過的情況。第二通斷控制器21可以為常開類型，即當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，第二通斷控制器21打開，從而氧氣旁路I能夠打開。第一通斷控制器13可以為常閉類型，即當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，第一通斷控制器13關閉。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以是系統(tǒng)突然掉電；也可以是系統(tǒng)監(jiān)測到的參數(shù)不在預設參數(shù)范圍內，如監(jiān)測的壓力超過標準壓力范圍，則控制模塊使第二通斷控制器打開；即常開型是指系統(tǒng)正常時，通斷控制器關斷；系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通斷控制器打開。 電子流量監(jiān)控器的控制方法如下用戶通過控制模塊預設氧氣濃度、總流量以及選擇平衡氣體的類型(選擇空氣還是一氧化二氮作為平衡氣體)；判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)問題(即是否出現(xiàn)故障)，如出現(xiàn)故障，則關閉所有流量控制器和第一通斷控制器的電源，通過氧氣旁路提供純氧；如未出現(xiàn)故障，則進入下一步；判斷平衡氣體是一氧化二氮還是空氣。當用戶選擇一氧化二氮作為平衡氣體時，首先判斷總支路6的混合氣體總流量和氧氣濃度是否達到設定值，如達到，則結束控制流程；如未達到，則控制模塊打開氧氣支路2的第一通斷控制器13，打開并調節(jié)氧氣支路2的流量控制器14，打開一氧化二氮支路4的第一通斷控制器13，打開并調節(jié)公共氣體支路5的流量控制器14，同時讀取總支路6第一流量傳感器18檢測到的總流量和氧氣濃度，讀取總支路6壓力傳感器15的值進行流量補償計算，形成閉環(huán)控制，直至達到設定的氧氣濃度和總流量。當用戶選擇空氣作為平衡氣體時，首先判斷總支路6的混合氣體總流量和氧氣濃度是否達到設定值，如達到，則結束控制流程；如未達到，則控制模塊打開氧氣支路2的第一通斷控制器13，打開并調節(jié)氧氣支路2的流量控制器14，打開空氣支路3的第一通斷控制器13，打開公共氣體支路5的流量控制器14，同時讀取總支路6的第一流量傳感器18檢測到的總流量和氧氣支路2的第二流量傳感器16檢測到的氧氣流量，并分別采集氧氣支路
2、總支路6的第二流量傳感器16和第一流量傳感器18的值進行流量補償計算，再通過得到的氧氣流量與總流量值計算當前的氧氣濃度，形成閉環(huán)控制，直至達到用戶預設的氧氣濃度與總流量。對于電子流量監(jiān)控器，其包括氧氣支路2、至少一個平衡氣體支路、總支路6及控制模塊。氧氣支路2輸出氧氣,平衡氣體支路輸出平衡氣體,該氧氣和平衡氣體在總支路混合，相當于氧氣支路2和平衡氣體支路并聯(lián)后再與總支路6串聯(lián)，總支路6輸出經過混合的氣體。氧氣支路2可以設有用于檢測氧氣流量的第二流量傳感器16。總支路6設有用于檢測混合氣體總流量和氧氣濃度的第一流量傳感器18。第一、第二流量傳感器16、18均與控制模塊信號連接。平衡氣體可以僅有一種或多種。平衡氣體可以是空氣或是一氧化二氮，也可以是其它用于麻醉機上的能夠與氧氣混合后使用的氣體。當平衡氣體支路僅有一個且該路氣體不為空氣時，例如當平衡氣體支路僅為一氧化二氮支路4，則氧氣支路2可以不設置第二流量傳感器16，而僅通過總支路6的第一流量傳感器18測量氧氣濃度和混合氣體總流量；當平衡氣體支路所提供的氣體為空氣時，則氧氣支路2還需要設置第二流量傳感器16。另外，當平衡氣體支路有多路時，氧氣支路2也可以不設置第二流量傳感器16，而在公共氣體支路5上設置第二流量傳感器16。第一流量傳感器18可以采用現(xiàn)有的能夠測量一氧化二氮、氧氣混合氣體總流量和氧氣濃度的流量傳感器，也可以采用其他能夠實現(xiàn)同功能的結構體。平衡氣體支路連接總支路，連接方式有兩種一種是平衡氣體支路直接與總支路連接；另一種是平衡氣體支路通過公共氣體支路連接總支路。當平衡氣體支路有多個時，可以是上述連接方式的組合。氧氣支路2、各平衡氣體支路及氧氣旁路I可以設置用于控制氣路通斷的第一通斷控制器13和第二通斷控制器21，第一通斷控制器13和第二通斷控制器21可以是現(xiàn)有能夠控制氣路通斷的選通閥，也可以采用現(xiàn)有能夠同時控制氣路通斷和調節(jié)流量的流量控制閥，或者其他能夠控制氣路通斷的結構體。當然，氧氣支路2、平衡氣體支路和氧氣旁路I也可以不設置第一通斷控制器13和第二通斷控制器21。總支路6可以設置在掉電時能夠 檢測氣體流量的機械式流量計19，如機械轉子流量計；當然，總支路6也可以不設置機械式流量計19。氧氣支路2的第二流量傳感器16可以設置在流量控制器14的上游，也可以設置在流量控制器14的下游。氧氣支路2和平衡氣體支路還可以設置防止氣體倒流的單向閥17，也可以不設置單向閥17。氧氣支路2、公共氣體支路、平衡氣體支路及總支路6可以設置用于檢測氣路壓力的壓力傳感器15，也可以不設置壓力傳感器15。電子流量監(jiān)控器還可以設置氧氣旁路1，該氧氣旁路I用于旁路掉氧氣支路2。該氧氣旁路I的輸出可以直接連接總支路6，如直接連接總支路6的輸出(即連接電子流量監(jiān)控器的輸出)，或者是直接連接總支路6并位于機械式流量計19之前，還可以直接連接氧氣支路2并位于該支路的流量控制器14的下游，如連接在流量控制器14和第二流量傳感器16之間。氧氣旁路I可以設有常開類型的第二通斷控制器21。氧氣旁路I還可以設置用于調節(jié)流量的流量控制器，如機械式流量計、流量控制閥或其他能夠實現(xiàn)氣體流量調節(jié)的結構體。一氧化二氮支路4和空氣支路3可以分別在各支路的流量控制器14后，設置檢測壓力或壓差的裝置，其作用是檢測各支路是否有氣體泄漏的情況。以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種電子流量監(jiān)控器,包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的至少一個平衡氣體支路及用于混合氧氣和平衡氣體的總支路，所述氧氣支路設有用于調節(jié)氣體流量的流量控制器，所述流量控制器與所述控制模塊信號連接，所述控制模塊控制各所述平衡氣體支路的通斷并調節(jié)平衡氣體的流量，其特征在于所述總支路設有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器能夠檢測總支路氣體的流量及混合氣體中氧氣的濃度，且所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號連接。
2.如權利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于還包括用于旁路掉所述氧氣支路的流量控制器的氧氣旁路。
3.如權利要求2所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于各所述平衡氣體支路共用一個公共氣體支路，各所述平衡氣體支路的輸出連接所述公共氣體支路的輸入，所述總支路的輸入連接所述公共氣體支路的輸出，各所述平衡氣體支路均設有第一通斷控制器，所述公共氣體支路設有流量控制器，所述控制模塊通過所述第一通斷控制器和流量控制器分別控制所述平衡氣體支路的通斷和調節(jié)平衡氣體流量。
4.如權利要求3所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述氧氣支路和/或公共氣體支路設有用于檢測氣體流量的第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號連接。
5.如權利要求4所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述氧氣旁路設有用于調節(jié)氧氣流量的機械針閥。
6.如權利要求2所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述總支路還設有用于檢測氣體流量的機械式流量計。
7.如權利要求2所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于各所述平衡氣體支路均設有流量控制器，所述控制模塊通過所述流量控制器調節(jié)平衡氣體流量。
8.如權利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述平衡氣體支路包括一氧化二氮支路，所述第一流量傳感器為能夠檢測氧氣和一氧化二氮混合時的混合氣體總流量及氧氣濃度的流量傳感器。
9.一種麻醉機，其特征在于具有權利要求1-8中任意一項所述的電子流量監(jiān)控器。
10.一種權利要求1-8中任意一項所述的電子流量監(jiān)控器的控制方法，其特征在于包括如下步驟 接收預設參數(shù)，所述預設參數(shù)包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型； 實時檢測氧氣濃度及總支路的混合氣體總流量，并根據(jù)檢測值實時調節(jié)氧氣流量和平衡氣體的流量，直至混合氣體的氧氣濃度和總流量達到預設值。
11.如權利要求10所述的電子流量監(jiān)控器的控制方法，其特征在于 當平衡氣體為一氧化二氮時，通過第一流量傳感器實時檢測總支路的混合氣體總流量及氧氣濃度； 當平衡氣體為空氣時，通過第一流量傳感器實時檢測總支路的混合氣體總流量，通過氧氣支路的第二流量傳感器實時檢測氧氣濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機，包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的至少一個平衡氣體支路及用于混合氧氣和平衡氣體的總支路，所述氧氣支路的輸出和平衡氣體支路的輸出均連接所述總支路的輸入，所述氧氣支路和平衡氣體支路均設有用于調節(jié)氣體流量的流量控制器，所述流量控制器與所述控制模塊信號連接，所述總支路設有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器能夠檢測氧氣與一氧化二氮混合時的總流量及混合氣體中氧氣的濃度，且所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號連接。由于混合氣體總流量及氧氣濃度可直接由總支路的第一流量傳感器進行測量，簡化了控制過程。
文檔編號A61M16/01GK102908705SQ20111021794
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2011年8月1日
發(fā)明者李華, 李紅磊, 王晟, 韓理 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司