[发明专利]一种提高对呼吸机吸气阀控制精度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及呼吸机技术领域，尤其涉及一种提高对呼吸机吸气阀控制精度的装置和方法。

背景技术

呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置，已经越来越广泛的应用在急救、麻醉和呼吸治疗等领域中。吸气模块是呼吸机中重要的气路单元，通过控制吸气模块中吸气阀的运动来控制吸气气流。通过将操作者设定的呼吸参数参考值与外部传感器所测得的气体流量实测值进行比较，将比较的结果通过控制器，产生控制信号，控制吸气阀驱动器驱动吸气阀运动，输出所需的潮气量供患者呼吸。

图1是现有技术中呼吸机吸收阀运动控制装置系统功能模块框图，如图1所示，现有的技术的呼吸机一般采用方法为：吸气流量传感器，吸气压力传感器，吸气温度传感器（补偿计算用）等外部传感器将吸气流量的实际值输送给控制器，控制器产生误差信号输送给吸气阀驱动器，驱动吸气阀，实现吸气控制。现有技术的缺点是：（1）吸气阀开关会出现一定量的超调，使得气路流量变化波动性大，不利于系统的稳定控制；（2）只通过吸气阀中的电流和流量传感器并不能够对运动中的吸气阀进行动态调整，控制的实时性较差。

目前，精确控制吸气阀的位置还属于正待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种提高对呼吸机吸气阀控制精度的装置和方法，以实现对吸气阀位置的精确控制，防止吸气阀抖动。所述技术方案如下：

一种提高对呼吸机吸气阀控制精度的装置，其特征在于，包括：

吸气阀运动速度感应装置，利用跟随吸气阀运动的感应线圈和磁场，将吸气阀的运动速度转换成探测信号；

信号放大模块，与所述吸气阀运动速度感应装置相连接，用于提取并放大所述探测信号；

基准电压提供模块，用于提供基准电压；

直流偏置电路模块，与所述信号放大模块和所述基准电压提供模块相连接，用于将所述放大后的探测信号和所述基准电压相加，得到反馈信号；

控制器，与所述直流偏置电路模块相连接，接收到所述反馈信号，根据所述反馈信号，产生控制调节信号，控制吸气阀驱动器调节吸气阀运动。

进一步的，所述吸气阀运动速度感应装置包括：

环形磁铁，感应线圈和软铁套；

所述感应线圈同轴的套在所述环形磁铁外且不相连，所述软铁套同轴的套在所述感应线圈外且不相连，所述环形磁铁和软铁套相对固定，所述感应线圈同轴的与吸气阀进行机械连接，跟随所述吸气阀做相同的运动；

当所述吸气阀运动时，所述感应线圈跟随所述吸气阀在所述环形磁铁和软铁套形成的磁场中运动，产生感应电动势，作为探测所述吸气阀运动的探测信号。

进一步的，所述信号放大模块采用仪表放大器电路，两个输入端分别连接感应线圈的两个输出端。

进一步的，所述基准电压提供模块包括三端稳压管，输入端连接供电电源，输出端输出稳定的基准电压。

进一步的，所述基准电压为1.25V。

进一步的，所述直流偏置电路模块包括同相求和电路。

进一步的，所述控制器包括DSP微处理器和D/A转换器。

一种提高对呼吸机吸气阀控制精度的方法，包括：

利用跟随吸气阀运动的感应线圈和磁场，将吸气阀的运动速度转换成探测信号；

提取所述探测信号并放大，将所述放大后的探测信号与基准电压相加，得到反馈信号；

将所述反馈信号传递给控制器，所述控制器根据所述反馈信号对吸气阀的运动进行控制。

进一步的，通过将感应线圈与所述吸气阀进行机械连接，使得所述感应线圈在磁场中跟随所述吸气阀运动，在所述感应线圈中产生感应电动势，从而将所述吸气阀的运动速度转换成探测信号。

进一步的，采用仪表放大器电路对所述探测信号进行放大。

本发明实施例提供的技术方案，通过将感应线圈与吸气阀进行机械连接，使得感应线圈在磁场中跟随吸气阀运动，产生反电动势信号，将这个信号通过仪表放大器电路，并和一个基准电压相加，所得的反馈信号反馈给控制器，以实现对吸气阀的位置进行精确控制。

附图说明

图1是现有技术中呼吸机吸气阀运动控制装置系统功能模块框图；

图2是本发明实施例提供的提高对呼吸机吸气阀控制精度的装置系统功能模块框图；

图3是本发明实施例提供的吸气阀运动速度感应装置截面结构示意图；

图4本发明实施例提供的呼吸机吸气阀运动控制装置系统功能模块框图；