一种智能温控的弥散式制氧机的制作方法

1.本公开大体上涉及制氧机领域，且更明确地说涉及一种智能温控的弥散式制氧机。


背景技术：

2.在高原地区氧气稀薄，一些初到高原地区的人常常因此产生高原反应，为了降低高原反应带来的不适感，通过制氧机获得高氧含量的气体进行呼吸，与普通的制氧机需要戴呼吸罩不同的是，弥散式制氧机通过提高室内气体的氧含量，使人们摆脱了呼吸罩的限制，呼吸更自由，但高原地区中室外的温度普遍低于室内的温度，若从室外提取的氧气不经处理直接补充进室内，会降低室内的温度，尤其在排放口附近更容易直接被人呼吸，产生冷刺感，容易对呼吸道产生伤害。
3.现在已经开发出了很多制氧机，经过我们大量的检索与参考，发现现有的制氧机有如公开号为kr101856745b1，kr100593375b1、cn108954524b和kr100334723b1所公开的系统，包括设置在室外的制氧设备以及设置在室内的室内空气循环净化设备；室内空气循环净化设备包括设有回风口的净化消毒段与设有送风口的送风段，净化消毒段与送风段之间设有风机段；净化消毒段内相对于回风口处可拆卸连接有二氧化碳吸收/吸附装置，从而能够过滤从回风口进入的室内空气中的二氧化碳气体；所述制氧设备通过富氧管向室内空气循环净化设备的净化消毒段输送氧气。但该制氧机没有考虑到在高原地区气体的温度会对呼吸时的舒适感产生影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种智能温控的弥散式制氧机，本发明采用如下技术方案：一种智能温控的弥散式制氧机，包括气体流通模块、制氧模块、测量模块和温控模块，所述气体流通模块用于控制空气在所述制氧机内流通，所述制氧模块用于从空气中提取氧气，所述测量模块用于测量空气的参数，所述温控模块用于对提纯后的空气进行加温；所述气体流通模块包括室外进气管、室外排气管、室内进气管和室内排气管，所述制氧模块包括氧气提纯室、氧气存储室和定量室，所述测量模块包括若干个温度传感器，所述温控模块包括加温混合室和计算单元，所述室外进气管和所述室外排气管与所述氧气提纯室连接，所述室内进气管和所述室内排气管与所述加温混合室连接，所述氧气提纯室、氧气存储室、定量室和加温混合室依次连接，所述温度传感器测得室内进气管、室外进气管和加温混合室中的气体温度分别为、和；所述定量室每次从所述氧气存储室中获取定额的氧气并将氧气输送至所述加温混合室中，所述计算单元在加温混合室获取定量室中的氧气时计算的初始加热功率p为：
；其中，为标准大气压，c为氧气的比热容，k为加热系数，为定额氧气在所述定量室中的气压；所述计算单元在计算后续的加热功率为：；其中，为目标温度；当所述加温混合室中的温度达到时，将所述加温混合室中的气体通过所述室内排气管排至室内；进一步的，所述系统还包括交互模块，通过所述交互模块能够设置需要的室内温度；当未设置时，目标温度的计算公式为：；当设置了时，目标温度的计算公式为：；其中，为加温混合室的体积，为定量室的体积；进一步的，所述交互模块上还能够设置需要的含氧量ol2，通过设置的含氧量控制定量室中的气压：；其中，为所述加温混合室中在添加氧气前的气压值，ol1为室内的含氧量，通过安装于室内进气管中的测氧单元检测得到，为含氧量变化系数；进一步的，所述室内进气管和所述室外进气管之间连接有单向泄压通道，当所述定量管中对输送的氧气统计超过阈值时，短暂开启所述单向泄压通道，降低室内因添加氧气而升高的气压；进一步的，所述室内进气管和所述室内排气管的管口置于室内的两侧，有利于制氧机排出的高氧含量气体在室内的扩散。
5.本发明所取得的有益效果是：本装置通过对室内外的气温进行测量，并基于测量的数据对高含氧量气体进行加温，使排出的气体温度适宜，适合在高原地区等室外温度较低的地区使用，本装置中设有一个氧气存储室，能够实现制备存储氧气，在使用制氧机时能够直接使用存储的氧气，具有即
时性，本装置中设有一个定量室，用于控制每次添加的氧气量，能够控制室内空气氧含量的提升速度，本装置的加热算法为动态加热，使高氧含量的气体能够快速达到温度要求并在排出时不会温度过高。
6.为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
7.图1为本发明整体结构框架示意图。
8.图2为本发明个模块构成连接关系示意图。
9.图3为本发明定量室工作流程示意图。
10.图4为本发明氧气存储室工作机制示意图。
11.图5为本发明室内含氧量变化示意图。
具体实施方式
12.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
13.实施例一。
14.本实施例提供了一种智能温控的弥散式制氧机，结合图1，包括气体流通模块、制氧模块、测量模块和温控模块，所述气体流通模块用于控制空气在所述制氧机内流通，所述制氧模块用于从空气中提取氧气，所述测量模块用于测量空气的参数，所述温控模块用于对提纯后的空气进行加温；结合图2，所述气体流通模块包括室外进气管、室外排气管、室内进气管和室内排气管，所述制氧模块包括氧气提纯室、氧气存储室和定量室，所述测量模块包括若干个温度传感器，所述温控模块包括加温混合室和计算单元，所述室外进气管和所述室外排气管与所述氧气提纯室连接，所述室内进气管和所述室内排气管与所述加温混合室连接，所述氧气提纯室、氧气存储室、定量室和加温混合室依次连接，所述温度传感器测得室内进气管、室外进气管和加温混合室中的气体温度分别为、和；所述定量室每次从所述氧气存储室中获取定额的氧气并将氧气输送至所述加温混合室中，所述计算单元在加温混合室获取定量室中的氧气时计算的初始加热功率p为：；其中，为标准大气压，c为氧气的比热容，k为加热系数，为定额氧气在所述定量室中的气压；
所述计算单元在计算后续的加热功率为：；其中，为目标温度；当所述加温混合室中的温度达到时，将所述加温混合室中的气体通过所述室内排气管排至室内；所述系统还包括交互模块，通过所述交互模块能够设置需要的室内温度；当未设置时，目标温度的计算公式为：；当设置了时，目标温度的计算公式为：；其中，为所述加温混合室中添加氧气前的气压值，ol1为室内的含氧量，通过安装于室内进气管中的测氧单元检测得到，为含氧量变化系数；所述室内进气管和所述室外进气管之间连接有单向泄压通道，当所述定量管中对输送的氧气统计超过阈值时，短暂开启所述单向泄压通道，降低室内因添加氧气而升高的气压；所述室内进气管和所述室内排气管的管口置于室内的两侧，有利于制氧机排出的高氧含量气体在室内的扩散。
15.实施例二。
16.本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种智能温控的弥散式制氧机，包括气体流通模块、制氧模块、测量模块和温控模块，所述气体流通模块用于将室内外的空气在所述制氧机内进行流通，所述制氧模块用于从空气中提取氧气，所述测量模块用于测量室内外空气在进入制氧机内时的各类参数，所述温控模块用于对提纯后的空气进行加温；所述气体流通模块包括室外进气管、室外排气管、室内进气管和室内排气管，所述制氧模块包括氧气提纯室和氧气存储室，所述室外进气管连接至所述氧气提纯室，所述氧气提纯室设有两个出口，分别与所述室外排气管以及氧气存储室连接，所述氧气提纯室中提取的氧气会不断输送至所述氧气存储室，所述氧气提纯室中的其余气体会通过所述室外排气管流通至室外；所述温控模块包括一个加温混合室，所述室内进气管和所述氧气存储室连接至所述加温混合室，所述加温混合室设有一个出口与所述室内排气管连接；所述室外进气管、室外排气管、室内进气管和室内排气管上均设有气泵，用于驱动气体在管道内流通；所述室外进气管与所述室内进气管之间连接有一个单向泄压通道，所述单向泄压
通道上设有阀门，当阀门打开时，所述室内进气管内的空气会部分流通至所述室外进气管，用于调整室内的气压；所述测量模块包括若干个温度传感器，所述温度传感器安装于所述室外进气管和所述室内进气管内，用于测量室外的气体温度和室内的气体温度，并将检测到的数据传输至所述加温混合室，所述加温混合室根据检测的数据调整加热功率并对所述加温混合室内的气体进行加热，所述加温混合室内安装有温度传感器，当该温度传感器检测到合适的数值时，打开所述加温混合室与所述室内排气管间的阀门，将加温后的气体排放至室内；结合图3，所述氧气存储室与所述加温混合室之间设有一个定量室，所述定量室在初始状态时为真空封闭状态，所述定量室设有进气阀与出气阀，打开进气阀，关闭出气阀，所述氧气存储室中的氧气在压差作用下进入所述定量室中，当所述定量室中的氧气达到预设气压时，关闭进气阀，打开出气阀，并使用定量室中的推压组件将所述定量室中的氧气推压至所述加温混合室中，再关闭出气阀，复原推压组件，使定量室中保持真空状态；所述室内进气管上的温度传感器检测的温度为，所述室外进气管上的温度传感器检测的温度为，所述加温混合室的体积为，所述定量室的体积为，所述测量模块在定量室中测得的氧气气压值为，所述加温混合室中设有计算单元，则所述计算单元计算的初始加热功率p为：；其中，为标准大气压，c为氧气的比热容，k为加热系数；当所述加温混合室中的气体温度上升到目标温度时，所述加热混合室停止加热，并将所述加温混合室中的气体通过所述室内排气管排至室内，提升室内空气的氧含量；所述目标温度的计算公式为：；所述加温混合室在将气体加热到的过程中，加热功率逐渐降低，实时的加热功率为：；其中，为加温混合室中检测到的实时温度；整个系统的一个工作周期流程包括如下步骤：s1、开启室内进气管、室外进气管上的气泵，使室外的空气进入氧气提纯室，室内的空气进入加温混合室；s2、当所述加温混合室中的气压达到阈值时，关闭所述室内进气管的气泵；s3、所述氧气提纯室开启工作进行氧气提取；s4、将提纯的氧气输送至氧气存储室，开启室外排气管上的气泵，将氧气提纯室中
剩余的空气通过室外排气管排出至室外；s5、打开所述定量室中的进气阀，将定量的氧气从所述氧气存储室中输送到所述定量室后关闭进气阀；s6、打开所述定量室中的出气阀，将定量室中的氧气全部排出至所述加温混合室后关闭出气阀；s7、所述加温混合室开启加热组件进行加热，并随着检测的温度数据实时改变加热功率；s8、所述加温混合室中的气体达到目标温度后，打开室内排气管上的气泵，使加温混合室中的气体排至室内；在上述过程中，结合图4，当所述氧气存储室中的气压上升到第一阈值时，关闭室外进气管和室外排气管上的气泵，同时氧气提纯室停止工作，当所述氧气存储室中的气压下降到第二阈值时，开启室外进气管和室外排气管上的气泵，同时氧气提纯室开启工作，该机制独立运行；所述定量室会对输送的氧气进行统计，当达到阈值时，会开启单向泄压通道，使部分室内气体通过室外进气管进入到氧气提纯室中，降低室内因增加氧气而升高的气压，泄压后关闭单向泄压通道，该机制独立运行；所述系统还设有交互模块，所述交互模块包括一个触控显示屏，所述触控显示屏上能够显示室内的气温、含氧量，通过所述触控显示屏还能够设置需要的室温和含氧量，当设置了需要的室温后，所述加温混合室中的计算单元计算目标温度的公式变更为：；当设置了含氧量ol2后，在步骤s5中定量室中氧气的气压为：；其中，为含氧量变化系数，为步骤s2中加温混合室中的阈值气压，ol1为当前室内的氧含量；结合图5，所述含氧量变化系数根据室内氧含量的实时变化数据处理得到，当室内空间越大，室内氧含量的变化越慢时，所述含氧量变化系数越大，具体的计算公式为：；其中，表示室内氧含量的时间函数，为当前时刻，为时间前的时刻，，为缩放系数。
17.以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护
范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。