[发明专利]基于传感器的氧气浓度及有效流量测量方法、存储介质

说明书

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于传感器的氧气浓度及有效流量测量方法、存储介质，其中氧气浓度测量方法包括：获取第二超声波传感器接收到第一超声波传感器发出的信号所用的时间t1,以及获取第一超声波传感器接收到第二超声波传感器发出的信号所用的时间t2；根据时间t1和t2以及传感器的硬件参数计算当前浓度下超声波波速v；获取传感器腔体内的当前温度T，依据本申请的公式根据超声波波速v、当前温度T以及预设的速度校正参数计算氧气浓度n；其中，基于本申请设计的传感器结构，本申请在多次实验和测试提出了氧气浓度测量公式，采用该传感器和测量方法测量得到的氧气浓度值的精度比现有技术更高。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于传感器的氧气浓度及有效流量测量方法、存储介质。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和改善，对健康的需求逐渐增强，吸氧将逐步成为家庭和社区康复中一种重要手段。吸氧有时也称为“氧疗”，对部分疾病确有明显效果，不仅可以给缺氧组织供氧，而且对溶解血液中的气泡，刺激创伤愈合，以及气泡栓塞、一氧化碳中毒、氰化物中毒、创伤不愈、骨骼伤坏死、软组织感染、脑水肿等疾病具有使用价值。在常压下对早产儿以及有严重疾病或创伤的人供氧，也是挽救生命的重要措施。不仅缺氧的病人需要吸氧，正常人在自然环境下也需要补充一定的氧。然而不少患者和用氧者对吸氧知识还不够了解，氧疗也不规范，所以什么人需要吸氧、该如何进行吸氧以及吸氧的浓度及流量等问题，是每位患者和用氧者必须了解的知识。

市面上有多种家用制氧机，由于制氧的原理不同，各家用制氧机的使用特点也就不同。家用制氧机制氧原理主要可分为以下几类：分子筛原理、高分子富氧膜原理、电解水原理和化学反应制氧原理。其中分子筛制氧机是唯一成熟的，具有国际标准和国家标准的制氧机。分子筛式制氧机是一种先进的气体分离技术，物理方法(PSA法)直接从空气中提取氧气，即制即用，新鲜自然，最大制氧压力为0.2～0.3MPa，不存在高压易爆等危险。其工作原理主要为利用分子筛物理吸附和解吸技术。在制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。

相比与专业性强规范化程度高的医院，使用家用制氧机在家中吸氧的可靠性与有效性很难得到保证，所以对制氧机的要求相对较高。不仅要求要方便用户使用，在氧浓度、流量等方面的精确度也要得到保证，才能让用户放心使用。

现在市面上的家用制氧机装载着的超声波氧浓度检测传感器，其测量的氧气浓度的精度低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有技术中测量氧气浓度精度低。

一种基于传感器的氧气浓度及有效流量测量方法,其特征在于，所述传感器包括用于超声波传输的腔体、第一超声波传感器、第二超声波传感器以及用于对传感器信号处理的电路单元；

所述腔体为圆柱形状的腔体，该腔体的第一端和第二端密封，所述第一超声波传感器和第二超声波传感器分别设置在该腔体的第一端和第二端的内壁上；所述腔体的侧壁上靠近第一端和第二端的位置分别设有进气口和出气口，该进气口到第一端的距离与出气口到第二端的距离相等；所述电路单元用于驱动所述第一超声波传感器和第二超声波传感器中的一个发射超声波，另一个接收超声波信号，并对接收到的超声波信号处理得到用于时间差采样的模拟信号；

所述氧气浓度测量方法包括：

获取第二超声波传感器接收到第一超声波传感器发出的信号所用的时间差t1,以及获取第一超声波传感器接收到第二超声波传感器发出的信号所用的时间差t2；

根据时间t1和t2以及传感器的硬件参数计算当前浓度下超声波波速v；

获取传感器腔体内的当前温度T，依据以下公式根据所述超声波波速v、当前温度T以及预设的速度校正参数计算氧气浓度n；