本發明屬于醫療器械領域，尤其涉及一種醫用多功能氣源系統。

背景技術：

目前市場上主要以個別單一功能的設備為主，如大、中、小型空氣壓縮設備、小型制氧機和氧氣瓶、連續式負壓吸引器等，且主要以大型和固定、集中使用為主。

當前現有技術尚不具備自動產生不同氧濃度的小型移動式稀氧/富氧空氣設備和可同時提供連續和間歇式負壓的設備。特別是急救現場和轉運急救中，大多只配備小型的氧氣瓶提供純氧，受氣瓶儲氣量及患者不能長時間吸入純氧的限制。更難以提供移動密閉環境(如：傳染環境)的正、負壓保障能力，同時滿足不同病人或設備的需要，而且目前的現有氣源裝置和系統也無法實現輸出穩定的高壓氣體和稀氧氣體，形式和功能單一。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的不足，本發明設計了一種醫用多功能氣源系統，該系統為臨床和急救現場、轉運救護中提供穩定的醫用高壓空氣、稀氧或富氧壓縮空氣(可在一定范圍內調節氧濃度)；鼻吸入純氧；連續或間歇式負壓，具有小型、低噪音、便攜移動式結構，適用于室外、移動中和室內的環境。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種醫用多功能氣源系統，包括傳感器系統、系統控制模塊和執行機構，系統控制模塊通過實時監測整機的設置模式、設置參數與各傳感器的動態監測參數，完成整機系統的閉環控制。

所述的醫用多功能氣源系統，所述傳感器系統包括溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b和傳感器組；溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b和傳感器組均連接到系統控制模塊的信號接收端。

所述的醫用多功能氣源系統，所述執行機構包括負離子發生器、空氣壓縮機、冷凝散熱裝置，還包括電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、比例電磁閥a、比例電磁閥b和負壓泵；負離子發生器、空氣壓縮機、冷凝散熱裝置、電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、比例電磁閥a、比例電磁閥b和負壓泵連接到系統控制模塊的控制端。

所述的醫用多功能氣源系統，負離子發生器連接有對外界氣體進行處理的空氣濾清器，空氣濾清器將空氣凈化并依次通過負離子發生器和空氣壓縮機將空氣加入負氧離子及加壓輸送到除水過濾器，除水過濾器與減壓閥a相連，減壓閥a輸出分別與氣體混合裝置、節流閥和電磁閥a連接，節流閥通過自閉閥連接d端口；

氣體混合裝置還通過節流閥連接到排氣消音管路連接，氣體混合裝置通過自閉閥連接到e端口；

電磁閥a另一端又分別與儲氣緩沖罐的進氣口和分子篩制氧模塊進氣口連接，分子篩制氧模塊的輸出通過比例電磁閥a與儲氣緩沖罐的另一進氣口連接，儲氣緩沖罐出氣口通過傳感器組與電磁閥b的進氣口連接，電磁閥b的常通接口連接a端口，常閉端口依次通過減壓閥b、濕化罐、流量計連接b端口；

負壓泵由系統控制模塊連接控制其工作，負壓泵的抽氣端通過比例電磁閥b連接到c端口，負壓傳感器位于比例電磁閥b與c端口之間的管路上，系統控制模塊通過負壓傳感器反饋的壓力數據和控制比例電磁閥b調節系統負壓的大小。

所述的醫用多功能氣源系統，所述冷凝散熱裝置包括冷凝器和散熱風扇；冷凝散熱裝置內設有溫度傳感器，儲氣緩沖罐輸出端設有傳感器組，傳感器組包括流量傳感器、正壓力傳感器和氧濃度傳感器a，氣體混合裝置內設有氧濃度傳感器b，所檢測的瞬時壓力、流量、氧濃度、負壓等參數可通過系統控制模塊的tft顯示屏實時顯示。

所述的一種醫用多功能氣源系統，除水過濾器還與排氣消音處理管路連接，且兩者之間設有安全泄放閥。

所述的一種醫用多功能氣源系統，系統控制模塊包括中央處理器、內置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口、開關驅動電路、傳感器信號放大處理電路、控制開關組、顯示屏和鍵盤，顯示屏通過并行接口連接到中央處理器，控制開關組通過開關驅動電路連接到中央處理器，傳感器組通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

所述的一種醫用多功能氣源系統，中央處理器通過開關驅動電路連接所有的負載，所述負載為：空氣壓縮機、散熱風扇、電磁閥a、電磁閥b、分子篩制氧模塊、負離子發生器，負壓泵以及比例電磁閥a和比例電磁閥b。

所述的一種醫用多功能氣源系統，鍵盤包括“啟動/停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、氧濃度調節旋鈕、負壓調節旋鈕和負離子開關鍵。

所述的一種醫用多功能氣源系統，顯示屏包括數值顯示區域、時間顯示區域、狀態顯示區域和報警顯示區域。

進一步的，分子篩制氧模塊與儲氣緩沖罐之間設置有單向閥和比例電磁閥a。

進一步的，儲氣緩沖罐出氣口的電磁閥b和b端口之間還設置有依次連接的減壓閥b、濕化罐和流量計。

進一步的，負壓泵通過單向閥與排氣消音處理管路連接。

進一步的，比例電磁閥a和比例電磁閥b的控制通過中央處理器實現了pwm控制調節，其他負載的控制實現了數字開、關控制運行。

進一步的，控制系統模塊內置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口。

進一步的，所述的a端口、b端口、c端口、d端口和e端口分別為壓縮空氣或富氧空氣輸出接口、鼻吸氧輸出接口、負壓接口、高壓空氣輔助輸出接口和稀氧空氣輸出接口。

本發明設計了一種醫用多功能氣源系統，是一種多功能一體化醫用氣源生產設備，具有小型、低噪音、便攜移動式結構，適用于室外、移動中和室內的環境。該裝置可實時顯示氣體流量、正/負壓力、氧濃度、電源電壓、累計工作時間、系統配置與工作狀態、各種緊急與非緊急報警，為臨床和急救現場、轉運救護中提供醫用壓縮空氣、稀氧氣體、富氧壓縮空氣(可調氧濃度范圍)和鼻吸入純氧，連續或間歇式負壓；解決了臨床特別是現場急救與轉運急救中設備的配置與缺陷，提高急救效率和成功率，值得推廣。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為本發明控制原理圖。

圖中：1、空氣濾清器；2、負離子發生器；3、空氣壓縮機；4、冷凝散熱裝置；5、除水過濾器；6、減壓閥a；7、節流閥；8、自閉閥；9、氣體混合裝置；10、電磁閥a；11、氧濃度傳感器b；12、排氣消音處理管路；13、分子篩制氧模塊；14、系統控制模塊；15、儲氣緩沖罐；16、傳感器組；17、比例電磁閥a；18、電磁閥b；19、減壓閥b；20、濕化罐；21、流量計；22、負壓傳感器；23、比例電磁閥b；24、負壓泵；25、氧濃度傳感器a；26、正壓力傳感器；27、流量傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。

如圖1、2所示，一種醫用多功能氣源系統，包括傳感器系統、系統控制模塊14和執行機構，系統控制模塊14通過實時監測整機的設置模式、設置參數與各傳感器的動態監測參數，完成整機系統的閉環控制；

所述傳感器系統包括溫度傳感器、負壓傳感器、氧濃度傳感器b11和傳感器組16；

所述執行機構包括負離子發生器2、空氣壓縮機3、冷凝散熱裝置4，還包括電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13、比例電磁閥a17、比例電磁閥b23和負壓泵24；

空氣濾清器1將空氣凈化并依次通過負離子發生器2和空氣壓縮機3將空氣加入負氧離子及加壓輸送到除水過濾器5，除水過濾器5與減壓閥a6相連，減壓閥a6輸出分別與氣體混合裝置9、節流閥7和電磁閥a10連接，節流閥7通過自閉閥8連接d端口；

氣體混合裝置9還通過節流閥7連接到排氣消音管路連接，氣體混合裝置9通過自閉閥8連接到e端口；

電磁閥a10另一端又分別與儲氣緩沖罐15的進氣口和分子篩制氧模塊13進氣口連接，分子篩制氧模塊13的輸出通過比例電磁閥a17與儲氣緩沖罐15的另一進氣口連接，儲氣緩沖罐15出氣口通過傳感器組16與電磁閥b18的進氣口連接，電磁閥b18的常通接口連接a端口，常閉端口依次通過減壓閥b19、濕化罐20、流量計21連接b端口；

控制系統連接到傳感器系統及執行機構，通過傳感器系統反饋的數據控制執行機構工作；

負壓泵24由系統控制模塊14連接控制其工作，負壓泵24的抽氣端通過比例電磁閥b23連接到c端口，負壓傳感器22位于比例電磁閥b23與c端口之間的管路上，系統控制模塊14通過負壓傳感器22反饋的壓力數據和控制比例電磁閥b23調節系統負壓的大小；

所述冷凝散熱裝置4包括冷凝器和散熱風扇；冷凝散熱裝置4內設有溫度傳感器，儲氣緩沖罐15輸出端設有傳感器組16，傳感器組16包括流量傳感器27、正壓力傳感器26和氧濃度傳感器a25，氣體混合裝置9內設有氧濃度傳感器b11，所檢測的瞬時壓力、流量、氧濃度、負壓等參數可通過系統控制模塊14的tft顯示屏實時顯示。

進一步的，除水過濾器5上還連接有排氣消音處理管路12，且兩者之間設有安全泄放閥。

進一步的，分子篩制氧模塊13與儲氣緩沖罐15之間設置有單向閥和比例電磁閥a17。

進一步的，儲氣緩沖罐15出氣口的電磁閥b18和b端口之間還設置有依次連接的減壓閥b19、濕化罐20和流量計21。

進一步的，負壓泵24通過單向閥與排氣消音處理管路12連接。

進一步的，系統控制模塊14包括中央處理器、內置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口、開關驅動電路、傳感器信號放大處理電路、控制開關組、顯示屏和鍵盤，顯示屏通過并行接口連接到中央處理器，控制開關組通過開關驅動電路連接到中央處理器，傳感器組16通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

進一步的，中央處理器通過開關驅動電路連接所有的負載，所述負載為：空氣壓縮機3、散熱風扇、電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13、負離子發生器2，負壓泵24以及比例電磁閥a17和比例電磁閥b23。

進一步的，比例電磁閥a17和比例電磁閥b23的控制通過中央處理器實現了pwm控制調節，其他負載的控制實現了數字開、關控制運行。

進一步的，鍵盤包括“啟動/停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、氧濃度調節旋鈕、負壓調節旋鈕和負離子開關鍵。

進一步的，控制系統模塊內置sd存儲卡、全自動日歷時鐘、rs232通信接口。

進一步的，所述的a端口、b端口、c端口、d端口和e端口分別為壓縮空氣或富氧空氣輸出接口、鼻吸氧輸出接口、負壓接口、高壓空氣輔助輸出接口和稀氧空氣輸出接口。

整個執行機構的工作過程為：

空氣首先進入空氣濾清器1，過濾掉較大顆粒的塵埃，并減小了空氣壓縮機3工作時產生的噪音；

經過空氣濾清器1過濾之后的空氣通過負離子發生器2，生成部分空氣負離子，能高效地除塵、滅菌、凈化空氣，同時還能夠激活空氣中的氧分子而形成攜氧負離子；

之后空氣進入無油空氣壓縮機3，空氣壓縮機3將常壓空氣壓縮為高壓空氣(壓力大于等于0.3mpa)；

由于壓縮空氣會使得空氣溫度升高，所以空氣壓縮機3連接冷凝器，空氣通過冷凝器散熱并通過降溫使得空氣中的水蒸氣凝結，系統控制模塊14會控制冷凝散熱裝置4內的散熱風扇將熱量排出；

冷凝器與除水過濾器5相連，通過除水過濾器5將水過濾，通過安全泄放閥，將水、超壓氣體和空氣中的臟物通過排氣消音管路排出，同時除水過濾器5還能過濾掉微米等級的空氣雜質；

過濾后的空氣經過減壓閥a6與節流閥7和自閉閥8處理為恒壓輸出的氣體，從d端口輸出一固定流量和壓力的高壓空氣，作為其他醫療設備的輔助氣源；

過濾后的空氣經過減壓閥a6與另一從分子篩制氧模塊13排氣口排出的部分高氮空氣分別加入氣體混合裝置9中進行混合，經自閉閥8和e端口輸出稀氧氣體，其稀氧氣體的氧濃度由連接在高氮氣流回路的節流調節閥控制；

過濾后的空氣經過減壓閥a6連接在電磁閥a10的進氣端，電磁閥a10常閉輸出端口與儲氣緩沖罐15的進氣端相連，電磁閥a10常開輸出端口連接分子篩制氧模塊13的進氣端，當系統控制模塊14控制電磁閥a10關閉常開回路，關閉分子篩制氧模塊13，同時接通常閉回路，壓縮空氣由儲氣緩沖罐15經傳感器組16進入輸出電磁閥b18的常開端并控制其從a端口輸出高壓空氣。當系統控制模塊14控制電磁閥a10打開常開回路，接通分子篩制氧模塊13，同時關閉常閉回路，壓縮空氣通過分子篩制氧模塊13產生高濃度氧氣經比例電磁閥a17接入儲氣緩沖罐15的另一進氣端，經傳感器組16進入輸出電磁閥b18的常開端并控制其從a端口輸出高壓富氧空氣，氧濃度可由系統控制模塊14控制比例電磁閥a17進行調節。當需要純氧時，系統控制模塊14控制輸出電磁閥b18的常閉端接通，經減壓閥b19、濕化罐20、流量計21從b端口輸出。

系統控制模塊14與負壓泵24連接，當需要產生負壓時，由控制器啟動負壓泵24工作，并通過負壓傳感器22和比例電磁閥b23，控制調節負壓的大小，負壓泵24排氣口與排氣消音處理管路12相連。

系統控制模塊14及其控制過程為：

系統控制模塊包括中央處理器cpu、電子開關驅動電路、傳感器及信號放大處理電路、tft液晶顯示屏、鍵盤等。顯示屏通過并行接口與中央處理器相連，不同的控制負載(壓縮機、負壓泵24、電磁閥a10、電磁閥b18、比例電氣閥a、比例電磁閥b23和負離子發生器2)通過開關驅動電路連接到中央處理器，各種傳感器通過傳感信號放大處理電路連接到中央處理器。

控制負載包括與驅動電路連接的空氣壓縮機3、負壓泵24、散熱風扇、電磁閥a10、電磁閥b18、分子篩制氧模塊13中兩個電磁閥、負離子發生器2、與制氧模塊輸出回路連接的比例電磁閥a17和負壓泵24連接的比例電磁閥b23。

中央處理器通過實時監測整機系統的設置模式、設置參數與各傳感器的動態監測參數，完成整機系統的閉環程序控制。中央處理器通過開關驅動電路完成對空氣壓縮機和負壓泵24、散熱風扇、電磁閥a10、電磁閥b18、負離子發生器2的開、關狀態控制，完成對比例電磁閥a17、比例電磁閥b23的pwm控制。

鍵盤包括“啟動、停止”按鍵、“+”鍵、“-”鍵、“set”鍵、“int/cont”鍵、“負離子開關”鍵和氧濃度調節旋鈕、負壓調節旋鈕，完成系統工作狀態、工作模式、工作缺省值或報警閾值的設置。

系統內置sd存儲卡，可長期記錄系統工作狀態與數據；全自動日歷時鐘電路、rs232通信接口。

當需要輸出高壓空氣時，中央處理器可通過控制正壓泵工作并控制電磁閥a10控制氣流直接進入儲氣緩沖罐15而停止分子篩制氧模塊13供氣；當需要輸出高壓富氧氣體時，中央處理器可通過電磁閥a10控制氣流直接向分子篩制氧模塊13供氣而停止氣體直接進入儲氣緩沖罐15。并可根據設置要求，分別控制電磁閥b18的常開、常閉狀態切換，以輸出高壓空氣或富氧氣體(端口a)或純氧氣體(端口b)。

當需要負壓時，中央處理器可通過控制負壓泵24工作并通過負壓傳感器22檢測負壓值并控制比例電磁閥b23調節進行負壓調節。

tft顯示屏包括數值顯示區域、時間顯示區域、狀態顯示區域和報警顯示區域。

數值顯示區域，中央處理器將通過采集各傳感器信號，進行處理并動態顯示檢測結果。

時間顯示區域，中央處理器自帶日歷時鐘，實時顯示系統工作時的當前日歷、時間。另外可顯示設備的累計工作時間和使用時段的定時工作時間。

狀態顯示區域，將用于顯示系統中個控制負載的工作狀態。

報警顯示區域，中央處理器會通過處理設備工作時的狀態參數與閾值，及時發出聲光報警與保護控制。

整個過程通過系統控制模塊14進行控制，傳感器組16將監測到的實時數據傳輸到傳感器信號放大處理電路，經過中央處理器處理后將系統的瞬時參數、工作時間、運行狀態以及報警信息在顯示屏上顯示出來，人們可通過操作按鈕來控制整個系統。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍；本實施方式中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。