專利名稱：電子流量監控器、控制方法及麻醉機的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種電子流量監控器及麻醉機。
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)在流量監控器中以不同的流量進行混合；第二步流量監控器輸出的混合氣體經過麻藥(即麻醉藥)揮發罐后，形成新鮮氣體，輸送到病人呼吸回路。流量監控器調節氧氣與平衡氣體的流量的方式一般有兩種機械調節方式與電子調節方式。機械調節方式用戶通過機械針閥調節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測氧氣和平衡氣體的流量。機械調節方式系統簡單、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。電子調節方式用戶只需要輸入所需的氧氣濃度和總流量，系統自動對各種氣體流量進行監控，達到用戶設定的指標。電子調節方式自動化程度較高，操作簡單，精度較高，但系統較為復雜，成本高，一般用于中高端機型。電子調節方式的流量監控器一般稱為電子流量監控器。如圖2所示，現有電子流量監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。總支路設有一個壓力傳感器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生氣體倒流現象。該電子流量監控器具有如下缺點氧氣、平衡氣體除了分別通過流量控制閥調節流量外，氧氣支路、空氣支路、一氧化二氮支路還分別采用通斷控制器來控制氣路的打開或者關閉，通斷控制器數量多，系統成本相對較高，結構相對復雜。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種結構簡單且成本較低的電子流量監控器、控制方法及麻醉機。
為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案一種電子流量監控器，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平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過流量傳感器計量氧氣流量和平衡氣體流量，所述氧氣支路設有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調節所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號連接。進一步的，所述總支路設有用于控制其通斷的第一通斷控制器，所述第一通斷控制器與所述控制模塊信號連接。進一步的，所述總支路還設有用于計量其氣體流量的機械式流量計。進一步的，所述平衡氣體支路有多個，各所述平衡氣體支路均設有一個第二流量控制器。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，所述公共氣體支路的輸出連接所述總支路的輸入。進一步的，所述公共氣體支路設有第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號連接，所述控制模塊通過所述第二流量傳感器計量所述平衡氣體的流量。進一步的，所述氧氣支路還設有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號連接。進一步的，所述的電子流量監控器還包括用于旁路掉所述第一流量控制器的氧氣芳路。一種麻醉機，具有所述的電子流量監控器。一種電子流量監控器的控制方法，包括如下步驟接收預設參數，所述預設參數包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型；根據預設參數得出氧氣的設定流量和平衡氣體的設定流量；通過第一流量控制器、第二流量控制器來分別控制氧氣、平衡氣體的實際流量，使實際流量與設定流量一致。本發明的有益效果是第一、第二流量控制器既可以實現氣路通斷的控制，也可以實現氣路流量的調節，減少了通斷控制器的數量，簡化了結構，降低了成本。
圖I是表示現有麻醉機的新鮮氣體形成過程的結構框圖；圖2是現有電子流量監控器的結構框圖；圖3是本實施方式電子流量監控器的結構框圖；圖4是本實施方式電子流量監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。總支路6用于混合氧氣和平衡氣體，并將混合得到的氣體輸出。控制模塊還能夠調節氧氣和平衡氣體的流量，使輸出的氣體達到設定的氧氣濃度和總流量。氧氣支路2設有一個第一流量控制器13、一個第一壓力傳感器14、一個第一流量傳感器15及一個第一單向閥24，該第一流量傳感器15位于第一流量控制器13的下游，即氧氣先流經第一流量控制器13，再流經第一流量傳感器15。第一流量控制器13的作用是既控制氧氣支路打開和關斷，也調節氧氣流量。第一壓力傳感器14用于檢測并防止氧氣支路壓力過大。第一流量傳感器15用于檢測并防止氧氣支路流量過大。第一單向閥24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。空氣支路3和一氧化二氮支路4各設有一個第二流量控制器16，該第二流量控制器16既用于控制氣路的打開和關斷，也用于調節氣路流量。在任何時候，空氣支路3和一氧化二氮支路4最多有一個支路的第二流量控制器16打開。公共氣體支路5設有一個第二壓力傳感器17、一個第二流量傳感器18及一個第二單向閥19。第二壓力傳感器17用于檢測并防止氣路壓力過大，以及對第二流量傳感器18測得的流量值進行補償計算。第二流量傳感器18用于檢測并防止氣路流量過大。第二單向閥19用于防止平衡氣體倒流。總支路6設有一個第一通斷控制器20和一個用于計量氣體流量的機械式流量計21。第一通斷控制器20的作用是當各支路的第一、第二流量控制器13、16出現故障時，能有效切斷各支路與電子流量監控器的輸出之間的連接，提高系統安全性。例如，當一氧化二氮支路4的第二流量控制器16出現問題無法關閉時，會導致一氧化二氮流量過大，對病人造成損害，此時，關閉總支路6的第一通斷控制器20，即可切斷一氧化二氮的輸出。另外，即使在掉電的情況下，機械式流量計21仍能顯示總支路6的氣體流量。控制模塊與各流量控制器、流量傳感器和壓力傳感器均信號連接。控制模塊可以實現人機交互，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13、16和第一通斷控制器20，可以采集各流量傳感器、壓力傳感器、流量控制器和通斷控制器的信息。進一步的，當檢測到系統出現問題時，控制模塊能夠關斷所有流量控制器和通斷控制器的電源，并提示報警。電子流量監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的第一流量控制器13。當控制模塊檢測到系統出現故障時，關斷所有流量控制器及通斷控制器的電源，用戶能夠通過氧氣旁路I為病人提供純氧。氧氣旁路I設有一個用于調節氣體流量的機械針閥22。氧氣旁路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23，其可以避免在正常情況下，由于機械針閥尚未關緊，氧氣旁路也有氧氣通過的情況。第二通斷控制器23可以為常開類型，即系統出現故障時，第二通斷控制器23打開，從而氧氣旁路I能夠打開。第一通斷控制器20可以為常閉類型，即當系統出現故障時，第一通斷控制器20關閉。系統出現故障時，可以是系統突然掉電；也可以是系統監測到的參數不在預設參數范圍內，如監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；即常開型是指系統正常時，通斷控制器關斷；系統出現故障時，通斷控制器打開。電子流量監控器的控制方法如下預設氧氣濃度、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)；控制模塊根據預設參數來計算所需要的氧氣和平衡氣體的流量；接著，判斷系統是否出現故障，如果是，則關閉各通斷控制器和流量控制器，通過氧氣旁路提供純氧；如果不是，則控制模塊打開總支路的第一通斷控制器，打開和調節第一流量控制器和第二流量控制器，同時采集各壓力傳感器和流量傳感器的信息，形成閉環控制，直至電子流量監控器的輸出氣體達到用戶設定的氧氣濃度和總流量。 對于電子流量監控器，其包括氧氣支路、至少一個平衡氣體支路、總支路及控制模塊。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，相當于氧氣支路和平衡氣體支路并聯后再與總支路串聯，總支路輸出經過混合的氣體。氧氣支路可以設有第一流量控制器，平衡氣體支路可以設有第二流量控制器，該第一、第二流量控制器均可以控制所在支路的打開和關斷，以及調節所在支路的氣體流量，相當于第一、第二流量控制器能夠在零值和最大值之間調節所在支路的氣體流量，該零值相當于關斷所在支路，該非零值相當于打開所在支路。第一、第二流量控制器均與控制模塊信號連接。平衡氣體支路可以有一個或多個，該平衡氣體支路連接總支路，其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。對于多個平衡氣體支路，每個平衡氣體支路提供一種平衡氣體，但在任何時候，最多選擇一種平衡氣體。該平衡氣體如空氣、一氧化二氮或者其它能夠用于麻醉機上的能夠與氧氣混合后使用的氣體。第一、第二流量控制器可以采用能夠控制氣路通斷，又能調節氣體流量的流量控制閥。總支路可以設置第一通斷控制器，其用于在氧氣支路和/或平衡氣體支路出現問題時，關斷總支路。第一通斷控制器可以采用能夠控制氣路通斷的選通閥，也可以采用能夠控制氣路通斷和調節流量的流量控制閥，或者其他能夠控制氣路通斷的結構體；當然，總支路也可以不設置通斷控制器。總支路還可以設置用于計量氣體流量的機械式流量計，其能夠在掉電時顯示氣體流量，該流量計如機械轉子式流量計；當然，總支路也可以不設置流量計。氧氣支路的第一流量傳感器可以設置在第一流量控制器的上游，也可以設置在第一流量控制器的下游。平衡氣體支路的第二流量傳感器可以設置在第二流量控制器的下游，如第二流量控制器設置在一氧化二氮支路或空氣支路而第二流量傳感器設置在公共氣體支路；平衡氣體支路的第二流量傳感器也可以設置在第二流量控制器的上游，此時，第二流量傳感器的數目可以與平衡氣體的數目一致。當各平衡氣體支路獨立而均直接連接總支路時，各平衡氣體支路均可以設置第二流量傳感器。
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，也可以不設置單向閥。氧氣支路2、平衡氣體支路、公共氣體支路及總支路6可以設置用于檢測氣路壓力的壓力傳感器，也可以不設置壓力傳感器。流量控制器可以設置氧氣旁路，該氧氣旁路用于旁路掉氧氣支路的第一流量控制器。該氧氣旁路的輸出可以直接連接總支路，如直接連接總支路的輸出(即連接電子流量監控器的輸出)，也可以直接連接氧氣支路并位于第一流量控制器的下游，如連接在第一流量控制器和第一流量傳感器之間。氧氣旁路可以設有常閉類型的第二通斷控制器和用于調節流量的第三流量控制器；當然，也可以不設置第二通斷控制器或不設置第三流量控制器。一氧化二氮支路和空氣支路可以在各支路的第二流量控制器后，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明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護 范圍。
權利要求
1.一種電子流量監控器,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平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過流量傳感器計量氧氣流量和平衡氣體流量，其特征在于所述氧氣支路設有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調節所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號連接。
2.如權利要求I所述的電子流量監控器，其特征在于所述總支路設有用于控制其通斷的第一通斷控制器，所述第一通斷控制器與所述控制模塊信號連接。
3.如權利要求2所述的電子流量監控器，其特征在于所述總支路還設有用于計量其氣體流量的機械式流量計。
4.如權利要求I所述的電子流量監控器，其特征在于所述平衡氣體支路有多個，各所述平衡氣體支路均設有一個第二流量控制器。
5.如權利要求I所述的電子流量監控器，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，所述公共氣體支路的輸出連接所述總支路的輸入。
6.如權利要求5所述的電子流量監控器，其特征在于所述公共氣體支路設有第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號連接，所述控制模塊通過所述第二流量傳感器計量所述平衡氣體的流量。
7.如權利要求I或6所述的電子流量監控器，其特征在于所述氧氣支路還設有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號連接。
8.如權利要求I所述的電子流量監控器，其特征在于還包括用于旁路掉所述第一流量控制器的氧氣旁路。
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控器。
10.一種權利要求1-8中任意一項所述的電子流量監控器的控制方法，其特征在于包括如下步驟 接收預設參數，所述預設參數包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型； 根據預設參數得出氧氣的設定流量和平衡氣體的設定流量； 通過第一流量控制器、第二流量控制器來分別控制氧氣、平衡氣體的實際流量，使實際流量與設定流量一致。
全文摘要
本發明公開了一種電子流量監控器、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平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過流量傳感器計量氧氣流量和平衡氣體流量，所述氧氣支路設有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調節所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號連接。第一、第二流量控制器既可以實現氣路通斷的控制，也可以實現氣路流量的調節，減少了通斷控制器的數量，簡化了結構，降低了成本。
文檔編號A61M16/01GK102908706SQ20111021800
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月1日 優先權日2011年8月1日
發明者李華, 李紅磊, 王晟, 韓理 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司