一种能够快速启动的呼吸机的制作方法

本发明涉及电动呼吸机，更具体地，涉及一种能够快速启动的呼吸机。

背景技术：

1、医院使用的无创呼吸机本身并不产生氧气，在患者需要持续吸氧的情况下，需要通过医院内的墙面氧或氧气钢瓶获取氧气供给。通常进入的氧气和空气首先在呼吸机内部实现混合后，再通过控制系统实现呼吸支持。新型冠状病毒的危重型感染者自身呼吸困难，必须借助呼吸机的快速氧气供给和呼吸支持。

2、现有技术中，cn201310009961.4呼气阀是一个很好的设计，是反应较为灵敏的呼气阀，但其还是存在巨大问题；在需要呼气阀带一定呼吸阻抗的情况下，当气阀膜打开一个小口时，气流从小口迅速流出，导致膜内外的压差剧降，导致开口不能继续开放更大的空间，也就说阀在需要打开时，阀膜灵敏度依旧存在可改进空间，且开口难以完全打开，对人类呼吸的自适应性很差；呼吸时间段末端肺内压降低，阀内压力随肺内压降低，会提早关闭，阻碍病人继续呼气，存在改进空间。为此，cn202210083746.8公开了一种快速开启的呼气阀，其同时使用了伯努利效应和文丘里效应作为正反馈，通过提高开阀的灵敏度进而加快呼吸阀的开启。然而，申请人发现，现有技术中呼吸阀的开启需要依赖外部压力，而压力供给快慢这个影响呼吸机开启快慢的更加根本的因素始终被业内忽略，而这其中的难点就在于呼吸机压力供给电机的启动过程中的信号处理问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中与呼气阀相连接的压力供给速度较慢的问题，本发明提供了一种能够快速启动的呼吸机，具体包括：驱动装置、安全阀和电控装置；所述驱动装置包括呼吸阀及与该呼吸阀相连接的相关气路管道，还包括气压驱动装置，所述安全阀包括吸气安全阀和呼气安全阀，所述气压驱动装置驱动吸气安全阀和呼气安全阀的开启和关闭；所述电控装置包括控制所述气压驱动装置的电机及控制该电机的电气驱动单元。

2、进一步地，所述电气驱动单元包括：电流计，所述电流计与电机相连并用于检测所述电机的输出电流；第一电压反馈控制单元，所述第一电压反馈控制单元与所述电流计和电机相连，用于根据所述电流计的输出值输出第一控制信号至所述电机，所述第一电压反馈控制单元输出第一控制信号至所述电机且电流计在预定时间内的输出电流变化低于第一预设输出电流时，所述第一电压反馈控制单元输出第二控制信号至所述电机，直到电流计在预定时间内的输出电流变化超过第一预设输出电流；当所述电流计在预定时间内的输出电流变化超过第二预设输出电流时，所述第一电压反馈控制单元输出第三控制信号至所述电机且直到所述电流计在预定时间内的输出电流变化低于第二预设输出电流的一半时，令所述第一电压反馈控制单元输出第一预设输出电流。

3、进一步地，所述电气驱动单元还包括第二电压反馈控制单元，所述第二电压反馈控制单元与第一电压反馈控制单元互感地连接在一起；其中，当第一电压反馈控制单元输出第二控制信号时，根据所述电流计的输出值和所述电流计在预定时间内的输出电流变化是否超过预设启动阈值确定是否启动：如果启动，则向所述电机输出第四控制信号，直到所述电流计的输出值和所述电流计在预定时间内的输出电流变化低于预设启动阈值时，停止向所述电机输出第四控制信号。

4、进一步地，所述第一控制信号的频率是第二控制信号频率的30％至45％。

5、进一步地，所述第二控制信号的频率是第三控制信号频率的35％至50％。

6、进一步地，所述第三控制信号的频率是第四控制信号频率的25％至30％。

7、进一步地，所述第一电压反馈控制单元包括：电容c1-c4、c6-c10、电解电容c5，互感器、共阴极整流管、整流器、电阻r1-r10、滑动电阻器r17，晶闸管t1，二极管d5和d6，以及3个电感，其中电容c2和c3串联后与电容c1并联，电容c1的第一端和电容c2的第一端之间串接第一电感，电容c1的第二端与电容c3的第二端之间串接第二电感，电容c2的第二端与电容c3的第一端相连且与电容c4的第二端连接且接地，电容c4的第一端与电解电容c5的负极端、电阻r4的第二端连接且与整流器的第二端连接，电容c2的第一端与整流器的第一端连接，电解电容c5的正极端与整流器的第三端、电阻r6的第一端、电容c6的第一端以及电阻r1的第一端连接，电容c6的第二端、电阻r1的第二端均与二极管d5的负极相连，二极管d5的正极与晶闸管t1的阳极相连，电阻r6的第二端与第三电感的第二端、电容c7的第一端、电阻r2的第一端、电阻r3的第一端、电阻r4的第一端、电容c10的第一端连接，第三电感的第一端与二极管d6的负极相连，晶闸管t1的阴极与电阻r9的第一端、电阻r8的第二端、电阻r10的第二端相连；晶闸管t1的门极与电阻r7的第二端和电阻r8的第一端连接，电阻r7的第一端与电阻r10的第一端和电容c9的第一端连接，电阻r9的第二端与电容c10的第二端、电阻r5的第二端、电容c9的第二端、电容c8的第二端、电阻r4的第二端连接，电阻r5的第一端与滑动电阻器r17的第一端相连且与电流计的输出端的正极相连接，滑动电阻器r17的第二端与电容c7的第二端、电阻r2的第二端相连接，电阻r1的第一端与二极管d5的正极分别连接第一互感器二次侧的正极和负极，二极管d6的正极和电阻r9的第二端分别连接第二互感器二次侧的正极和负极。

8、进一步地，所述第二电压反馈控制单元包括：电容c11-c16，电阻r11-r16、滑动电阻器r18、二极管d7-d10、发光二极管d11，以及2个电感，电阻r11的第一端分别连接二极管d7的正极和二极管d8的正极并连接第一互感器一次侧的正极，第一互感器一次侧的负极接地，电容r11的第二端连接电容c13的第一端，电容c13的第二端连接第四电感的一端，第四电感的另一端连接电容c12的第一端和电阻r12的第一端以及电阻r13的第一端和5v电源的正极端，电容c11的第二端和电阻r12的第二端均接地，电流计输出端的正极与电容c12的第二端、电阻r13的第一端相连接，电流计输出端的负极端与电阻r15的第一端相连接，电阻r15的第二端分别连接电容c14的第二端和滑动电阻器r18的第二端，电容c14连接滑动电阻器r18的第一端、电阻r13的第二端以及电阻r14的第一端，电阻r14的第二端接地，第二互感器一次侧的正极连接二极管d9正极和二极管d10正极，二极管d9负极和二极管d10负极连接第五电感一端及电容c15的第一端，第五电感的另一端连接电容c16的第一端和电阻r16的第一端并连接12v电源的正极，电阻r16的第二端连接发光二极管d11的正极，发光二极管d11的负极、电容c15的第二端、电容c16的第二端以及第二互感器一次侧的负极均接地。

9、本发明的技术效果在于通过使电机输出端的输出电流参与晶闸管的开关状态的控制，以较低的成本、阶梯状提升的电机控制电压，分档提高了供给呼吸机的气压，尤其是通过互感的引入，消除了电机升压过快的现象，进而提高供给呼吸阀的气压稳定、快速提升效果，使得呼吸机达到快速启动的目的。

技术特征：

1.一种能够快速启动的呼吸机，其特征在于，包括：驱动装置、安全阀和电控装置；所述驱动装置包括呼吸阀及与该呼吸阀相连接的相关气路管道，还包括气压驱动装置，所述安全阀包括吸气安全阀和呼气安全阀，所述气压驱动装置驱动吸气安全阀和呼气安全阀的开启和关闭；所述电控装置包括控制所述气压驱动装置的电机及控制该电机的电气驱动单元。

2.根据权利要求1所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述电气驱动单元包括：电流计，所述电流计与电机相连并用于检测所述电机的输出电流；第一电压反馈控制单元，所述第一电压反馈控制单元与所述电流计和电机相连，用于根据所述电流计的输出值输出第一控制信号至所述电机，所述第一电压反馈控制单元输出第一控制信号至所述电机且电流计在预定时间内的输出电流变化低于第一预设输出电流时，所述第一电压反馈控制单元输出第二控制信号至所述电机，直到电流计在预定时间内的输出电流变化超过第一预设输出电流；当所述电流计在预定时间内的输出电流变化超过第二预设输出电流时，所述第一电压反馈控制单元输出第三控制信号至所述电机且直到所述电流计在预定时间内的输出电流变化低于第二预设输出电流的一半时，令所述第一电压反馈控制单元输出第一预设输出电流。

3.根据权利要求2所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述电气驱动单元还包括第二电压反馈控制单元，所述第二电压反馈控制单元与第一电压反馈控制单元互感地连接在一起；其中，当第一电压反馈控制单元输出第二控制信号时，根据所述电流计的输出值和所述电流计在预定时间内的输出电流变化是否超过预设启动阈值确定是否启动：如果启动，则向所述电机输出第四控制信号，直到所述电流计的输出值和所述电流计在预定时间内的输出电流变化低于预设启动阈值时，停止向所述电机输出第四控制信号。

4.根据权利要求3所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述第一控制信号的频率是第二控制信号频率的30％至45％。

5.根据权利要求3或4所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述第二控制信号的频率是第三控制信号频率的35％至50％。

6.根据权利要求4或5所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述第三控制信号的频率是第四控制信号频率的25％至30％。

7.根据权利要求3所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述第一电压反馈控制单元包括：电容c1-c4、c6-c10、电解电容c5，互感器、共阴极整流管、整流器、电阻r1-r10、滑动电阻器r17，晶闸管t1，二极管d5和d6，以及3个电感，其中电容c2和c3串联后与电容c1并联，电容c1的第一端和电容c2的第一端之间串接第一电感，电容c1的第二端与电容c3的第二端之间串接第二电感，电容c2的第二端与电容c3的第一端相连且与电容c4的第二端连接且接地，电容c4的第一端与电解电容c5的负极端、电阻r4的第二端连接且与整流器的第二端连接，电容c2的第一端与整流器的第一端连接，电解电容c5的正极端与整流器的第三端、电阻r6的第一端、电容c6的第一端以及电阻r1的第一端连接，电容c6的第二端、电阻r1的第二端均与二极管d5的负极相连，二极管d5的正极与晶闸管t1的阳极相连，电阻r6的第二端与第三电感的第二端、电容c7的第一端、电阻r2的第一端、电阻r3的第一端、电阻r4的第一端、电容c10的第一端连接，第三电感的第一端与二极管d6的负极相连，晶闸管t1的阴极与电阻r9的第一端、电阻r8的第二端、电阻r10的第二端相连；晶闸管t1的门极与电阻r7的第二端和电阻r8的第一端连接，电阻r7的第一端与电阻r10的第一端和电容c9的第一端连接，电阻r9的第二端与电容c10的第二端、电阻r5的第二端、电容c9的第二端、电容c8的第二端、电阻r4的第二端连接，电阻r5的第一端与滑动电阻器r17的第一端相连且与电流计的输出端的正极相连接，滑动电阻器r17的第二端与电容c7的第二端、电阻r2的第二端相连接，电阻r1的第一端与二极管d5的正极分别连接第一互感器二次侧的正极和负极，二极管d6的正极和电阻r9的第二端分别连接第二互感器二次侧的正极和负极。

8.根据权利要求3所述的能够快速启动的呼吸机，其特征在于，所述第二电压反馈控制单元包括：电容c11-c16，电阻r11-r16、滑动电阻器r18、二极管d7-d10、发光二极管d11，以及2个电感，电阻r11的第一端分别连接二极管d7的正极和二极管d8的正极并连接第一互感器一次侧的正极，第一互感器一次侧的负极接地，电容r11的第二端连接电容c13的第一端，电容c13的第二端连接第四电感的一端，第四电感的另一端连接电容c12的第一端和电阻r12的第一端以及电阻r13的第一端和5v电源的正极端，电容c11的第二端和电阻r12的第二端均接地，电流计输出端的正极与电容c12的第二端、电阻r13的第一端相连接，电流计输出端的负极端与电阻r15的第一端相连接，电阻r15的第二端分别连接电容c14的第二端和滑动电阻器r18的第二端，电容c14连接滑动电阻器r18的第一端、电阻r13的第二端以及电阻r14的第一端，电阻r14的第二端接地，第二互感器一次侧的正极连接二极管d9正极和二极管d10正极，二极管d9负极和二极管d10负极连接第五电感一端及电容c15的第一端，第五电感的另一端连接电容c16的第一端和电阻r16的第一端并连接12v电源的正极，电阻r16的第二端连接发光二极管d11的正极，发光二极管d11的负极、电容c15的第二端、电容c16的第二端以及第二互感器一次侧的负极均接地。

技术总结
为了解决现有技术中与呼气阀相连接的压力供给速度较慢的问题，本发明提供了一种能够快速启动的呼吸机(100)，具体包括：驱动装置(200)、安全阀(300)和电控装置(400)；所述驱动装置(200)包括呼吸阀及与该呼吸阀相连接的相关气路管道，还包括气压驱动装置(500)，所述安全阀(300)包括吸气安全阀和呼气安全阀，所述气压驱动装置(500)驱动吸气安全阀和呼气安全阀的开启和关闭；所述电控装置(400)包括控制所述气压驱动装置(500)的电机及控制该电机的电气驱动单元(600)。

技术研发人员：冷月婷
受保护的技术使用者：冷月婷
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21