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呼吸机流量传感器的原理和应用

呼吸机流量传感器的原理和应用
呼吸机流量传感器的原理和应用

呼吸机流量传感器的原理和应用西南医院设备科王义辉何

金环

[摘要]本文介绍了呼吸机使用的流量传感器的原理、结构、种类及应用。

[关键词]传感器;热丝;热膜;

1 流量传感器在呼吸机中的作用

流量传感器在呼吸机中的应用已有近30年的历史,在中高档呼吸机中被普遍使用。它作为呼吸机气路系统的重要部件,负责将吸入和呼出的气体流量转换成电信号,送给信号处理电路完成对吸入和呼出潮气量、分钟通气量、流速的检测和显示。

根据呼吸机功能和设计的不同,流量传感器的检测值不仅仅提供显示,还对呼吸机的控制、报警等起着决定作用,如流量传感器将测量到的实际值馈送到电子控制部分与面板设置值比较,利用两者间的误差控制伺服阀门来调节吸入和呼出气体流量;安装在吸气系统前端的空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器对阀门进行控制,以提供病人所需要的氧浓度;流速和流量的检测值还直接影响到呼气与吸气时相的切换、分钟通气量上下限的报警、流量触发灵敏度、气流实时波形和P-V-环的监测显示等等,流量传感器性能的好坏直接影响到呼吸机参数的准确性和可靠性。

2 流量传感器的原理和应用

目前呼吸机的种类和型号很多,采用的流量传感器也各不相同,主要有热丝式、晶体热膜式、超声式、压力感应式、压差式。

2.1 热丝式流量传感器:

基本原理是将一根细的金属丝(在不同的温度下金属丝的电阻不同)放在被测气流中,通过电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,

当被测气体流过热丝时,将带走热丝的一部分热量,使热丝温度下降,热丝在气体中的散热量与流速有关,散热量导致热丝温度变化而引起电阻变化,流速信号即转变成电信号,经适当的信号变换和处理后测量出气体流量的大小。测量原理图如图1:

图1:热丝式流量传感器原理图

在图1中,放置于测量通道中的热丝Rh作为惠斯登电桥的一个桥臂,由运算放大器A1差分放大电桥输出的电压信号;运算放大器A2

提供三极管T工作所需要的偏置电压,并使A1 输出信号能够叠加在三极管T的偏置电位上,并被T放大给电桥供电。由电桥电路,A1 ,A2 和三极管构成的反馈回路,能够使热线工作于恒温状态下。

在接通电源瞬间,热线电阻很快电流加热,并且,其阻值随即升高,使电桥很快达到平衡状态。当流体流过流量计时,由于热交换的原因,热丝的温度、阻抗将发生变化,使桥路失去平衡,根据输出的反馈电压信号即可以测量出流体的流量。

Drager公司的Savina和Evita系列的呼吸机采用的是热丝式流

量传感器,见图2:

图2:热丝式流量传感器

单位截面积中,流速越大,电热丝降温越快,那么,电热丝就需要更大的电量维持稳定的温度(180°C),使热丝保持在180°C所需的能量代表流过传感器并使热丝冷却的气流的流量。

2.2 热膜式流量传感器

热膜式流量传感器的工作原理与热丝式流量传感器基本相同,二者都是基于热平衡原理和惠斯登电桥进行检测的。PB840呼吸机的流量传感器采用的是晶体热膜式流量传感器,见图3:

图3:热膜式流量传感器

它是将桥路电阻、驱动电路,运算放大和信号处理电路等制作在电路印制板上,和流量测量管组件一体组成流量传感器,输出和气体流量大小成比例的电信号,温度感应器对气体流量进行校正,使测量更精确。

2.3 超声式流量传感器:

所谓超声波,是指频率高于20kHz,人耳听不到的机械波。它的方向性好,穿透力强,遇到杂志或物体分界面会产生显著的反射。超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。利用超声波这些物理性质可计算出流体的流速。

超声波传感器分为超声波发射器和超声波接收器。超声波发射器是利用压电材料的逆压电效应,即当对其通以超声电信号时,它会产生超声波;超声波接收器是利用压电材料的压电效应,即当外力作用在该材料上时,它会产生电荷输出。即超声波发射器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,超声波接收器接收超声波信号,并转换为电信号输出。

根据检测的方式,可分为传播速度声时差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法等不同类型的超声波传感器。目前在呼吸机中使用的超

声流量传感器主要有声时差法和多普勒法。这里主要介绍声时差法的原理和应用。

时差法原理是超声波在流体中传播速度与在静止媒介中传播速度不同,其变化值与媒介流速有关,通过测量流动气体中超声传播速度的变化来测定流速和流量。通过逆流和顺流声时来计算(或附加压力温度传感器和过零检测电路进行修正)。使用过程中每分钟进行2000次的采集,保证实时的检测结果。

maquet的servoi和servos呼吸机的呼气流量传感器是采用超声式流量传感器,其原理和内部结构图见图4:

图4:超声式流量传感器

左边的转换器(作为发射器)发射超声信号,在呼出盒内部传播反射,右面的转换器(作为接受器)接受超声信号,载有流量信息的超声信号从发射到接受的时间被测量,记为T1(为顺流方向的传播时间)。

图5:超声传播示意图

右边的转换器(作为发射器,先前的接受器)发射超声信号,在呼出盒内部传播反射,左面的转换器(作为接受器,先前的发射器)接受超声信号,载有流量信息的超声信号从发射到接受的时间被测量,记为T2(为逆流方向的传播时间)。

T2-T1=Tdiff,逆流和顺流的时间差和气体流量成对应比例关系,同时内置温度探头进行温差校正。

2.4 压力感应式流量传感器:

压力感应式流量传感器由电阻应变片、弹性体(弹性元件,敏感梁)和检测电路组成。

工作原理是:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外部气流作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将气流变换为电信号的过程。利用应变片(转换元件)在压力作用下电阻值随压力变化而变化的原理,然后通过检测电路把电阻应变片的电阻变化转换成对应的电压输出。

西门子公司的900c呼吸机的吸气和呼气流量传感器,300A呼吸机的呼出流量传感器采用的是压力感应式,见图6:

图6:压力感应式流量传感器

流量传感器有两个通道,大的为主通道,其上有一个金属网,用于产生阻力使一定比例的气量进入测量通道;小的为测量通道,在通道可看到一个金属圆片,它通过金属细杆安装在电桥上,当气流通过时

产生压力金属片移动使电桥阻值变化,设备根据阻值变化计算气流大小,得到潮气量和分钟量。传感器内有给呼气流量传感器加热的电阻,工作时热量达到60oC左右,可以防止水汽的凝结。吸气流量传感器内也有一个同样的电阻,但由于不加工作电压,此电阻无加热作用。

2.5 差压式流量传感器:

差压式流量传感器,它利用的是节流器(孔板)前后压力不同来测量流体的流量的一种方法,也就是文丘里原理,它利用的传感器就是压力计,在一定流量范围内,通过孔板的流速与孔板前后的压差有线性关系,因此通过检测压差就可得到流体的流量。

BEAR1000呼吸机的流量传感器采用的是压差式流量传感器,见图7:内有一垂直的金属膜片,当气流吹开金属膜片时,在膜片两端产生压差,通过测量膜片两端的压力,再把压差换算成流量,通过流量和时间计算出潮气量。

图7:压差式流量传感器

3 结束语

呼吸机流量传感器还有其它形式和种类,每种流量传感器各有其优势和不足,根据呼吸机类别、性能和应用范围的不同,每种型号的呼吸机会从原理和结构选择最适合的流量传感器类型,同时各个生产厂家也在不断进行改进,如何在耐用、精度、成本和容易清洁消毒上解决各类型传感器的不足。对于流量传感器而言,适应传染性疾病患者用后的各种消毒方法、使用过程的成本费用、使用寿命,是使用单位选择呼吸机时必须考虑的问题。对于临床应用人员还是医学工程人

员,了解呼吸机流量传感器的原理和结构,对呼吸机的使用、维护保养、故障维修,清洁消毒等是非常必要的。

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呼吸机的一般结构及工作原理

呼吸机的一般结构及工作原理 随着医学电子技术的发展,呼吸机的种类和形式越来越多,但它们一般的主要结构和原理基本相似,或者说,它们必须具备基本结构,现分述如下:一、机械呼吸机的动力 机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体, 或二者的结合。压缩气体由中心供气管道系统提 供或由呼吸机可配备的专用空气压缩机产生。 1. 气动机械呼吸机 气动机械呼吸机的通气以压缩气体为动力来 源,其所有控制系统也都是靠压缩气体来启动。 由高压压缩气体所产生的压力,通过机械呼吸机 内部的减压阀、高阻力活瓣,或通过射流原理等方式而得到调节,从而提供适当的通气驱动压及操纵各控制机制的驱动压。 2.电动机械呼吸机 单靠电力来驱动并控制通气的呼吸机,称为电动机械呼吸机。电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气,但只是为了调节吸入气的氧浓度,而不是作为动力来源。电可通过带动活塞往复运动的方式来产生机械通气,或通过电泵产生压缩气体,压缩气体再推动风箱运动而产生通气。 3.电-气动机械呼吸机 电-气动机械呼吸机,只有在压缩气体及电力二者同时提供动力的情况下才能正常工作与运转。通常情况是,压缩空气及压缩氧气按不同比例混合后,

既提供了适当氧浓度的吸入气体,也供给了产生机械通气的动力。但通气的控 制、调节,及各种监测、警报系统的动力则来自电力,所以这类呼吸机又称为气动-电控制呼吸机。比较复杂的多功能定容呼吸机大多都采用这种动力提供方式。 二、供气装置 贮气囊或气缸供气装置:这种供气装置常用折叠贮气囊或气缸来输送气 体,其外部装有驱动装置。供给病人的潮气量(V T )取决于贮气囊或气缸直径(D)和行程距离(L) V T =πD2/4·L 驱动装置可以直线运动或旋转-直线运动。由于气缸的顺应性小,故V T 较为精确,因此,以气缸作为贮气装置的呼吸机适合于小儿科使用。 三、呼吸机的调控系统 80年代以前,呼吸机的调控方式有两种形式:一种是直流电机驱动的呼吸 机,通过电压的变化,使其转速发生改变,来控制V T 、E:I等参数。另一种是在用压缩气体的动力的呼吸机,通过针形阀作为可变气阻,来控制吸气和呼气过程及其转换,现代呼吸机大多数采用各种传感器,来“感知”呼吸力学等情 况的变化,并经过微电脑分析处理后,发出指令来自动调节V T 、P aw 、E:I等参 数。同时,还装备各种监测和报警系统以各种形式显示其数值,显示呼吸机当前状态和调整参数情况。 四、安全阀 安全阀有两种:一种为呼气安全阀,其结构大多采用直动式溢流阀,其工作原理是将溢流阀与气道系统相连接,当后者的压力在规定范围内时,由于气

空气流量传感器原理

空气流量传感器原理 车用空气流量传感器(或称空气流量计)是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小,并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气,必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量,以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障,ECU得不到正确的进气量信号,就不能正常地进行喷油量的控制,将造成混合气过浓或过稀,使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式,目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图,该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时,空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转,使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时,进气量增大,进气气流对翼片的推力也增大,这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计,这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时,其端子VC和VS之间的电阻值减小,两端子之间输出的信号电压降低;当进气量减小时,进气气流对翼片的推力减小,推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小,端子VC与VS之间的电阻值增大,使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点,即在保证测量精度的前提下,扩展测量范围、并且取消滑动触点,人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器,即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响,风速越高声音频率越高,这是因气流流过电线后形成涡旋所致,液体、气体等流体中均会发生这种现象,利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物,使流体流过柱状物之后形成两列涡旋,根据涡旋出现的

呼吸机流量传感器的测量原理与维护保养_陈荣

收稿日期:2013-01-10呼吸机流量传感器的测量原理与维护保养 陈 荣,黄焕炜 (中山市中医院 设备科,广东中山528401) 〔中图分类号〕TH777 〔文献标识码〕B 〔文章编号〕1002-2376(2013)04-0085-03 〔摘要〕本文介绍了几种常见进口呼吸机流量传感器的测量原理与维护保养。 〔关键词〕呼吸机;流量传感器;机械通气;定标;细菌过滤器 流量传感器是一种能感受流体流量并转换成可用输出信号的传感器。传感器技术应用于临床医学,主要用来检测人体生物信号,在呼吸机上作为容量和流量的监测部件得到了广泛的应用,它的精确度决定呼吸机送气的控制精度,它的应用方便医务人员了解病人的呼吸状况,然后进行一个用药或机械通气的治疗。从检测技术上来分,主要有如下三种。1 压差式流量传感器 是通过二个测压孔和专门的孔板、流量喷嘴和文丘里管等限流装置产生与流量有关的压降,压力传感器检测压降,依据贝努利定律和质量守恒原理换算出流量,此类传感器低流量时检测曲线呈非线性,需要配置软件校正,从而将使用范围提高,结构上部分呼吸机在限流装置上还安装了限流片。2 热丝式流量传感器(或称作晶体热膜式流量传感器) 是把气体流过热丝(或热膜)时的温度变化量转换为流量进行检测,热量控制系统通过增加电流保持热丝恒温,气体流速与电流产生量成比例,流量和电流是非线性关系;线性化的实现通过微处理器及软件进行,以便产生可重复性流速的分布。3超声式流量传感器 目前市场上常见的超声流量传感器有两种:时差法和多普勒法。时差法指通过测量超声波脉冲顺流和逆流时往返于两个换能器之间的时间,来确定管道内气体流速的技术;多普勒法是通过测量超声信号从流体中运动的颗粒上反射回来的频率变化, 来确定流体流速的技术。在呼吸机中使用的超声流量传感器大多采用时差法。时差法原理是利用超声波在流体中传播速度与在静止媒介中传播速度不同,其变化值与媒介流速有关,通过测量流动气体中超声传播速度的变化来测定流速和流量。通过逆流和顺流声时来计算(或附加压力温度传感器和过零检测电路进行修正)。使用过程中每分钟进行2000次的采集,保证实时的检测结果。 目前,市面上有领先知名度和美誉度的常见的进口呼吸机有德尔格、PB (泰科)和迈柯唯等。下面就以上几个品牌呼吸机的呼气端流量传感器的测量原理与保养方法作一下分析对比,供同行参考。 (1)德尔格———铂金丝加热式流量传感器 它采用温差原理,采样频率每秒不到500次,使热丝保持在180?所需的能量代表流过传感器并使热丝冷却的气流的流量。呼吸阻力小、响应速度快,对低流量非常敏感,非线性传感器,不耐用(管道中水汽大时易烧坏),对气体成分敏感且在流速分布不均时误差较大,需经常定标。 热丝式空气流量传感器的基本结构(如图1)由感知空气流量的白金热线(铂金属线)、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流并产生输出信号的控制线路板以及传感器壳体等元件组成。 热线温度由控制电路保持其温度与流过气体温度相差一定值,当气体流量增大时,控制电路使热线通过的电流加大,反之则减小。这样,就使得通过热线的电流是气体流量的单一函数,即热线电流随气体流量增大而增大,随其减小而减小。它通过 5 8医疗装备2013第4期

气体流量传感器的数据处理技术

气体流量传感器的数据处理技术 气体流量传感器可直接测量介质的流量,其测量结构不受被测介质温度、压力、密度、黏度变化的影响,虽然对外界振动较敏感,但对流体分布不敏感。 气体流量传感器的数据处理技术,气体流量传感器的数据处理技术提供了一个“通往处理的窗户”,当浏览这个窗户时,首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上,有意地抛弃了其余的信息,很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如,https://www.sodocs.net/doc/945427821.html,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展,流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障,频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。 气体流量传感器的适用特点 1.测量管形式不一,常见的有以下几种。直管式:加工简单,易制造,不易启振,故管壁需薄一点,使用寿命较短;弯管式:容易启振,管壁可厚一点,气体流量传感器的机械加工复杂些,振动频率要选大一点;单管式:不用分流,零点稳定,机械加工简单,但易受外来振动影响;双管式:不受外来振动干扰,分流不均匀会造成零点变化,机械加工也复杂些。 2.信号处理技术难度大,零点易漂移,不适合低压、低密度气体测量。 3.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的(大多数产品采用的

方式),也可以是垂直的。但是只要流量传感器不在工艺管道轴向振动平面内,流量计的抗振动干扰能力可增强。对于质量流量计的测量精度,很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将流量计精度定得很高,一般是(±0.15%~±0.5%)R。但是量程比也定得很大(100:1),仪表流量上限取得很高。因此流量计的实际测量精度不可能这样高,特别是流量计在小量程段测量流量时,很难保证仪表有高精度。 气体流量传感器虽然压力损失较大,但对各种流体适应性强、抗振干扰能力强,能够获得较高的测量精度。

气体流量传感器选型介绍

气体流量传感器可能之前不是很了解,其实它也气体流量传感器的一种。气体检测仪所用的传感器是气体流量传感器的一种,气体流量传感器是一种将气体的成份、浓度等信息,有效转换为可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。那么,我们应该如何更好地选择气体检流量传感器呢? 首先要流量传感器的线性范围气体流量传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。气体流量传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择气体流量传感器时,当气体流量传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上,任何流量传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的气体流量传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。然后再确定气体检测仪传感器的类型气体流量传感器的类型应根据测试气体对象与使用环境来综合考虑。在进行具体测量工作之前,我们首先要考虑可燃气体检测仪应采用何种原理的气体流量传感器,这需要综合考虑多方面的因素之后才能确定。 因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的气体流量传感器可供选用,哪一种原理的气体流量传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑。建议可以从气体检测仪的量程大小;信号的传递方法(有线或是非接触测量);被测位置对传感器体积要求;传感器产地(国产或进口);价格合适以及测量方式https://www.sodocs.net/doc/945427821.html,(接触式或非接触式)等六个方面来选用何种类型的传感器。谨记着两点还是很重要的,至少能帮助你在选择气体流量传感器中起到一定的作用,希望能帮助即将要购买气体流量传感器的朋友们!!

呼吸机流量传感器的原理和应用

呼吸机流量传感器的原理和应用西南医院设备科王义辉何 金环 [摘要]本文介绍了呼吸机使用的流量传感器的原理、结构、种类及应用。 [关键词]传感器;热丝;热膜; 1 流量传感器在呼吸机中的作用 流量传感器在呼吸机中的应用已有近30年的历史,在中高档呼吸机中被普遍使用。它作为呼吸机气路系统的重要部件,负责将吸入和呼出的气体流量转换成电信号,送给信号处理电路完成对吸入和呼出潮气量、分钟通气量、流速的检测和显示。 根据呼吸机功能和设计的不同,流量传感器的检测值不仅仅提供显示,还对呼吸机的控制、报警等起着决定作用,如流量传感器将测量到的实际值馈送到电子控制部分与面板设置值比较,利用两者间的误差控制伺服阀门来调节吸入和呼出气体流量;安装在吸气系统前端的空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器对阀门进行控制,以提供病人所需要的氧浓度;流速和流量的检测值还直接影响到呼气与吸气时相的切换、分钟通气量上下限的报警、流量触发灵敏度、气流实时波形和P-V-环的监测显示等等,流量传感器性能的好坏直接影响到呼吸机参数的准确性和可靠性。 2 流量传感器的原理和应用 目前呼吸机的种类和型号很多,采用的流量传感器也各不相同,主要有热丝式、晶体热膜式、超声式、压力感应式、压差式。 2.1 热丝式流量传感器: 基本原理是将一根细的金属丝(在不同的温度下金属丝的电阻不同)放在被测气流中,通过电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,

当被测气体流过热丝时,将带走热丝的一部分热量,使热丝温度下降,热丝在气体中的散热量与流速有关,散热量导致热丝温度变化而引起电阻变化,流速信号即转变成电信号,经适当的信号变换和处理后测量出气体流量的大小。测量原理图如图1: 图1:热丝式流量传感器原理图 在图1中,放置于测量通道中的热丝Rh作为惠斯登电桥的一个桥臂,由运算放大器A1差分放大电桥输出的电压信号;运算放大器A2提供三极管T工作所需要的偏置电压,并使A1 输出信号能够叠加在三极管T的偏置电位上,并被T放大给电桥供电。由电桥电路,A1 ,A2 和三极管构成的反馈回路,能够使热线工作于恒温状态下。 在接通电源瞬间,热线电阻很快电流加热,并且,其阻值随即升高,使电桥很快达到平衡状态。当流体流过流量计时,由于热交换的原因,热丝的温度、阻抗将发生变化,使桥路失去平衡,根据输出的反馈电压信号即可以测量出流体的流量。 Drager公司的Savina和Evita系列的呼吸机采用的是热丝式流

LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书要点

LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书 1、概述 本说明书注意叙述了LWGQ气体涡轮流量计的标准技术规格、型号及其安装、操作和维修。请在使用前阅读本手册。但在手册中没有叙述用户的不同特点,也未对每一次的技术规格、结构或部件的修改作订正,因为有些修改不会对仪器的功能和操作有影响。 LWGQ气体型涡轮流量传感器(以下简称传感器)是一种精密流量测量仪表,与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量、控制系统。 传感器和输出放大器有多种组合(详见型号规格代码表),该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连,实现积算、传输和控制功能。 2、技术性能 传感器的公称通径、流量范围、流体温度、公称压力、环境温度、相对湿度、最大压力损失见表1,型号、规格代码表见表2。

注:1、法兰连接尺寸按JB/T 81-1994或JB/T 79-1994。 2、有*者为特殊定货 3、结构与工作原理 3.1结构 传感器的结构如图1所示,它主要由壳体、前导向架、叶轮、后导向架、压紧圈和带放大器的磁电感应转换器等组成; 3.2工作原理 当被测流体流经传感器时,传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转,叶轮即周期性地改变磁电感应系统中的磁电阻,使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号,经放大器放大后传送至相应的流量积算仪表,进行流量或总量的测量。 4、外形尺寸及安装 4.1外形尺寸 1、公称通径DN15~25(公称压力PN6.3Mpa 见图2,表3)

2.公称通径DN40~80,在公称压力PN1.6Mpa和PN2.5Mpa时,法兰连接尺寸DN100~200中,带括号者为公称压力PN2.5Mpa的法兰尺寸。DN250,300公称压力PN1.6Mpa。 3.一般出厂产品配公称压力PN1.6Mpa的法兰。 4.2安装 1.安装的场所 传感器应在被测气体的温度为-20~+60℃,环境相对湿度不大于95%的条件下工作。从维护方便角度考虑,应安装在容易拆换和避免配管振动或配管有应力影响的场所。考虑到对放大器的保护,应尽量避免使它受到强的热辐射和放射性的影响。同时,必须避免外界强电磁场对检测线圈的影响,如不能避免时,应在传感器的放大器上加设屏蔽罩,否则干扰将会严重影响显示仪表的工常工作。 2.安装的位置 传感器应水平安装,安装时传感器上的指示流向的箭头应与流体的流动方向相符。 3.配管要点

精选-无创呼吸机工作原理

无创呼吸机工作原理 工作模式 无创呼吸机在吸气时提供一个较高的压力支持(IPAP);在呼气时提供一个较低的压力支持(EPAP)。本呼吸机有三种工作模式,决定IPAP和EPAP之间的切换:自主呼吸模式(S),时间控制模式(T),自主呼吸/时间控制模式(S/T)。还有持续气道正压通气模式(CPAP)提供固定的压力支持。 在自主呼吸模式(S),呼吸机追踪患者的吸气和呼气,呼吸机配合患者的自主呼吸频率提供适当的压力支持水平。 在时间控制模式(T),医生设定呼吸频率和吸气时间(与设定最长吸气时间IPAP MAX相似)。在固定的吸气时间提供患者固定的呼吸频率。这种模式很少单独使用。 在自主呼吸/时间控制模式(S/T),与自主呼吸模式(S)一样,呼吸机配合患者的自主呼吸。但是与时间控制模式(T)一样,医生也可以设定一个最低的呼吸频率,保证患者的呼吸频率不低于这个数值。这是一个后备的呼吸频率,只在患者的自主呼吸频率太低时提供强制的压力支持。这是最常使用的无创机械通气模式。 持续气道正压通气模式(CPAP)提供固定的压力支持,常用于睡眠呼吸暂停综合症的患者。 触发与切换 患者的呼吸节奏与呼吸机提供的压力支持之间必须同步协调才能达到良好的机械通气的效果。呼吸机快速的和可靠的检测到患者的吸气和呼气努力,才能达到人机的同步协调。本呼吸机使用压力和流量传感器精确的测量患者的吸气和呼气努力。 本呼吸机通过计算吸气气流的增加来检测到患者吸气的开始。当吸气气流增加到一定水平时,呼吸机则由EPAP转变为IPAP。呼吸机由EPAP到 IPAP的转变称之为触发。 相似的,当吸气气流减少到一定水平时,呼吸机则由IPAP转变为EPAP。由IPAP 向 EPAP的转变称之为切换。 自动漏气补偿 本呼吸机具有独有的自动漏气补偿功能。本呼吸机通过连续的和自动的调整基础气流,检测和补偿漏气,来确保可靠的触发和切换。 吸气时间控制 吸气时间控制也是本呼吸机所独有的功能,它允许医生对呼吸机花在IPAP的最短时间和最长时间限制进行设置。IPAP的最短时间和最长时间限制是围绕患者理想的自主吸气时间进行设置,为患者能自动切换到EPAP提供一个“机会窗”。IPAP的最短时间限制是通过次要菜单中的IPAP MIN条目进行的,IPAP的最长时间限制是通过主菜单中的IPAP MAX条目进行的。 在需要时通过对吸气时间进行有效的限制或者延长,使人机能够同步协调一致

气体流量传感器

FSG4000系列
性能指标
FSG4003 通径 最大流量 量程比 精度 重复性 零点输出漂移 输出漂移 响应时间 工作电源 输出方式 最大流量压损 最大工作压力 100 0.4 -5~+55 -20~+65 <95 可拆式软管接头 15 NPT 1/4 23 g 空气(或其他气体), 20 ℃,101.325kPa 3 1,2,5 >100:1 ±(4%±1%FS) ±2% ±30 0.2 10 8~18Vdc, 50mA 线性,模拟0.5~4.5Vdc 500 Pa MPa ℃ ℃ %RH mV %/℃ ms FSG4008 8 10,20 单位 mm SLPM
产品特点
传感器灵敏度高,有极小的始动流量 传感器芯片采用热质量流量计量,无需温度压力补 偿,保证了传感器的高精度计量 在单个芯片上实现了多传感器集成,使传感器的量 程比大大提高; 传感器的零点稳定度高 全量程高稳定性 全量程高精确度和优良的重复性 低功耗 低压损 响应时间快
工作温度 储存温度 工作湿度 机械接口 校准方式 重量
备注:1, 传感器使用前需要预热一分钟; 2, 防止损坏的最大流量变化量为:FSG4003 为 10SLPM/sec, FSG4008 为 30SLPM/sec。
安装尺寸
简介
FSG4000 系列小流量气体质量流量传感器是专门为各 类小流量气体的测量和过程控制而设计的。这一系列传 感器均采用本公司自主研发的微机电系统(MEMS)流 量传感芯片来制作,适用于各类清洁气体。独特的封装 技术使之可用于各类管径,成本低、易安装、不需要温 度压力补偿, 可替代容积式或压差式的传统流量传感器。
图一,传感桥电路
VREF
C1 R1 R2
Vu Vd
Rd
Ru
接线定义
引脚 1 2 3 引脚名称 Vout VCC GND 引脚定义 模拟输出正(+) 输入电源正(+) 电源/信号地(-)

呼吸机的一般结构及工作原理

呼吸机得一般结构及工作原理 随着医学电子技术得发展,呼吸机得种类与形式越来越多,但它们一般得主要结构与原理基本相似,或者说,它们必须具备基本结构,现分述如下: 一、机械呼吸机得动力 机械呼吸机得动力来源于电力、压缩气体, 或二者得结合。压缩气体由中心供气管道系统提 供或由呼吸机可配备得专用空气压缩机产生。 1、气动机械呼吸机 气动机械呼吸机得通气以压缩气体为动力来 源,其所有控制系统也都就是靠压缩气体来启 动。由高压压缩气体所产生得压力,通过机械呼 吸机内部得减压阀、高阻力活瓣,或通过射流原理等方式而得到调节,从而提供适当得通气驱动压及操纵各控制机制得驱动压。 2.电动机械呼吸机 单靠电力来驱动并控制通气得呼吸机,称为电动机械呼吸机。电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气,但只就是为了调节吸入气得氧浓度,而不就是作为动力来源。电可通过带动活塞往复运动得方式来产生机械通气,或通过电泵产生压缩气体,压缩气体再推动风箱运动而产生通气。 3.电-气动机械呼吸机 电-气动机械呼吸机,只有在压缩气体及电力二者同时提供动力得情况下才能正常工作与运转。通常情况就是,压缩空气及压缩氧气按不同比例混合后,既

提供了适当氧浓度得吸入气体,也供给了产生机械通气得动力。但通气得控 制、调节,及各种监测、警报系统得动力则来自电力,所以这类呼吸机又称为气动-电控制呼吸机。比较复杂得多功能定容呼吸机大多都采用这种动力提供方式。 二、供气装置 贮气囊或气缸供气装置:这种供气装置常用折叠贮气囊或气缸来输送气体, 其外部装有驱动装置。供给病人得潮气量(V T )取决于贮气囊或气缸直径(D)与行程距离(L) V T =πD2/4·L 驱动装置可以直线运动或旋转-直线运动。由于气缸得顺应性小,故V T 较为精确,因此,以气缸作为贮气装置得呼吸机适合于小儿科使用。 三、呼吸机得调控系统 80年代以前,呼吸机得调控方式有两种形式:一种就是直流电机驱动得呼吸 机,通过电压得变化,使其转速发生改变,来控制V T 、E:I等参数。另一种就是在用压缩气体得动力得呼吸机,通过针形阀作为可变气阻,来控制吸气与呼气过程及其转换,现代呼吸机大多数采用各种传感器,来“感知”呼吸力学等情况得变 化,并经过微电脑分析处理后,发出指令来自动调节V T 、P aw 、E:I等参数。同时, 还装备各种监测与报警系统以各种形式显示其数值,显示呼吸机当前状态与调整参数情况。 四、安全阀 安全阀有两种:一种为呼气安全阀,其结构大多采用直动式溢流阀,其工作原理就是将溢流阀与气道系统相连接,当后者得压力在规定范围内时,由于气压

气体流量计算公式

(1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体 流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为: 式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;P =d/D,无量钢; d为工况下孔板内径,mm D为工况下上游管道内径,mm £为可膨胀系数,无量钢;△ P为孔板前后的差压值,Pa;P 1为工况下流体的密度,kg/m3。 对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 眇=九G ?护F G£迅号Jpi如 式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=3.1794X lO-6 ; c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm FG为相对密度系数,£为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT 为流动湿度系数;pi为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa △ P为气流流经 孔板时产生的差压,Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 (2)速度式流量计 速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有: ①涡轮流量计:当流体流经涡轮流量传感器时,在流体推力作用下涡轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量(雷诺数)范围内,该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为: 式中n为涡轮转速;qv为体积流量;A为流体物性(密度、粘度等),涡轮结构参数(涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等)有关的参数;B为与涡轮顶隙、流 体流速分布有关的系数;C为与摩擦力矩有关的系数。 ②涡街流量计:在流体中安放非流线型旋涡发生体,流体在旋涡发生体两侧交 替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量(雷诺数)范围内,旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。涡街流量计的理论流量方程

呼吸机常用模式和应用

呼吸机常用模式和应用呼吸机常用模式目录 一、通气机工作原理 二、机械通气的目的 三、机械通气的适应证和应用时机 四、机械通气的禁忌证 五、人-机的连接 六、呼吸机模式选择

七、呼吸机常规参数的调整 八、机械通气时的监测 九、不同呼吸衰竭的机械通气原则 呼吸机行业的2013年发展非常快,又有哪些呼吸机品牌进入了十 大品牌的行列呢,让我们一起拭目以待呼吸机品牌吧。有关呼吸机的用法已经很多的ppt文档,本文由北京康迈思科技有限公司,丰台区丰益桥西国贸A8-3007室康迈思呼吸机商城编辑提供,介绍了呼吸机的使用方法,呼吸机的使用步骤和注意事项。 一、通气机工作原理

一、机械通气基本原理 通气 呼吸机-气道压力差 气体流量顺着压力差流动 氧合 改善通气/ 血流比值 扩张肺泡 减少肺毛细血管-肺泡静水压

二、机械通气的目的 1、纠正急性呼吸性酸中毒 2、纠正低氧血症 3、降低呼吸功消耗 4、预防和治疗肺不张 5、为安全使用镇静剂和肌松剂提供通气保障 6、稳定胸壁

三、机械通气的适应证和应用时机 在出现较为严重的呼吸功能障碍时,应使用机械通气。如果延迟实施机械通气,患者因严重缺氧和二氧化碳(CO2)潴留而出现多器官功能受损,机械通气的疗效显著降低。因此,机械通气宜早实施。 符合下述条件应实施机械通气: 经积极治疗后病情仍继续恶化; 意识障碍呼吸形式严重异常,如呼吸频率>35~40次/min 或<6~8 次/min ,节律异常,自主呼吸微弱或消失;

血气分析提示严重通气和氧合障碍:PaO2<50mmHg,尤其是充分氧疗后仍< 50mmHg;PaCO2进行性升高,pH动态下降 . 成人应用机械通气的生理学指标 通气力学 >35次/min呼吸频率 <3或>20L/min每分通气量 < 20cmHO(绝对值)最大吸气压2 <15ml/kg肺活量 气体交换 PaO(FiO>0.6)<50mmHg22

流量传感器分类

流量传感器分类 一、叶片式 叶片式空气流量传感器的结构、工作原理及检测 传统的波许L型汽油喷射系统及一些中档车型采用这种叶片式空气流量传感器。其结构如图1所示,由空气流量计和电位计两部 分组成。空气流量计在进气通道内有一个可绕轴摆动的旋转翼片(测量片),如图2所示,作用在轴上的卷簧可使测量片关闭进气通路。发动机工作时,进气气流经过空气流量计推动测量片偏转,使其开启。测量片开启角度的大小取决于进气气流对测量片的推力与测量片轴上卷簧弹力的平衡状况。进气量的大小由驾驶员操纵节气门来改变。进气量愈大,气流对测量片的推力愈大,测量片的开启角度也就愈大。在测量片轴上连着一个电位计,如图3所示。电位计的滑动臂与测量片同轴同步转动,把测量片开启角度的变化(即进气量的变化)转换为电阻值的变化。电位计通过导线、连接器与ECU连接。ECU根据电位计电阻的变化量或作用在其上的电压的变化量,测得发动机的进气量,如图4所示。 在叶片式空气流量传感器内,通常还有一电动汽油泵开关,如图5所示。当发动机起动运转时,测量片偏转,该开关触点闭合,电动汽油泵通电运转;发动机熄火后,测量片在回转至关闭位置的同时,使电动汽油泵开关断开。此时,即使点火开关处于开启位置,电动汽油泵也不工作。 流量传感器内还有一个进气温度传感器,用于测量进气温度,为进气量作温度补偿。 叶片式空气流量传感器导线连接器一般有7个端子,如图5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有将电位计内部的电动汽油泵控制触点开关取消后,变为5个端子的。图6 示出了日产和丰田车用叶片式空气流量传感器导线连接器端子的“标记”。其端子“标记”一般标注在连接器的护套上。 二、涡街式

呼吸机的临床应用

呼吸机的临床应用 呼吸机是进行机械通气的一种手段,它能维持呼吸道通畅、改善通气、纠正缺氧、防止二氧化碳在体内蓄积,为抢救提供有力的生命支持,使机体有可能度过基础疾病所致的呼吸功能衰竭,创造条件从疾病过程中恢复。目前由于呼吸机的应用日益广泛,使心脏停搏、呼吸衰竭等危重病人的预后大为改善,是呼吸医学的重大进展之一。 呼吸机的基本原理从50年至今未有重大改变。呼吸机能否发挥作用,一方面与机器的性能、质量有关;另一方面也与医务人员对呼吸机的熟练掌握,对具体患者的呼吸病理生理改变的了解,以及正确的治疗和护理均有很大关系。使用不当,反而会加重病情的发展。 -、呼吸机的治疗作用、指征和禁忌证 (一)呼吸机的治疗作用 1、改善通气功能、维持呼吸道内气体的流动常频通气时,由于正压产生对流,可达到是足够的潮气量;高频通气时则利用高频率的振动,促进对流及气体扩散、弥散过程。 2、改善换气功能由于气道内正压可使部分萎陷肺泡扩张,增加气体交换面积,改善通气;同时运用一些特殊的通气方式,如呼气末延长、呼气末屏气、呼气末正压通气(PEEP)等,改变通气与血流灌注比值,减少分流。 3、减少呼吸功呼吸机替代呼吸肌做功,减少了呼吸肌的负荷,使氧耗量降低,有利于呼吸肌疲劳的恢复。 (二)呼吸机的临床应用指征 1、由于呼吸停止或通气不足所致的急性缺氧和二氧化碳气体交换障碍。 2、肺内巨大分流所造成的严重低氧血症,外来供氧无法达到足够的吸入氧浓度。 3、在重大外科手术后(如心、胸或上腹部手术),为预防术后呼吸功能紊乱,需进行预防性短暂呼吸机支持。 4、在某些情况下,可暂时人为过度通气,以降低颅内压或在严重代谢性酸中毒时增

呼吸机原理和结构

呼吸机是实施机械通气的工具,临床上已广泛应用于麻醉和ICU中,改善病人的氧合和通气,减少呼吸作功,支持呼吸和循环功能,以及进行呼吸衰竭的治疗,早在1796年,Herholar和Rafn专题报道了应用人工呼吸方法使溺水患者获救,1929年Drinker和Shaw研制成功自动铁肺。直到第二次世界大战前后才逐渐了解了机械通气的原理,并用于心胸外科手术后呼吸支持。1952年斯堪的纳维亚半岛脊髓灰质炎流行,在4个多月内哥本哈根医院收治了2722例,其中315例需用呼吸支持,Ibson 强调呼吸支持和气道管理,总死亡率从87%降到30%。从此人们认识到机械通气的重要性。各种类型的呼吸机逐渐诞生,曾先后有三十多家厂商研制和生产过数百种类型的呼吸机,尤其是近年来,随着微电脑技术在呼吸机领域中的应用,使呼吸机技术得到迅速发展,性能渐趋完善。 目前,呼吸机的种类和型号繁多,使用方法各异。但无论呼吸机产品种类和型号如何改进或更新,原理和结构大致相同。了解呼吸机的基本结构有助于合理地应用呼吸机,并及时发现呼吸机使用过程中出现的问题,以便及时处理,使机器故障给病人造成的危害降至最低水平。 第1节呼吸机的分类 一、按控制方式分类

(一)电动电控型呼吸机 驱动和参数调节均由电源控制,如SC5及EV800电动电控呼吸机等,其吸入氧浓度(FIO2)由氧流量调节,缺少精确数字显示,最好另装氧浓度分析仪。 (二)气动气控型呼吸机 需4kg/cm2以上氧源和空气源,由逻辑元件控制和调节呼吸机参数。 (三)气动电控型呼吸机 是多数现代化呼吸机的驱动和调节方式,如Evita、Servo900C、Bennett7200、Adult star、鸟牌8400及纽邦E-200等。 二、按用途分类 (一)成人呼吸机。 (二)婴儿和新生儿呼吸机。

GLY系列矿用气体流量传感器

第三章 GLY系列矿用气体流量传感器 3.1 概述 V形锥流量传感器是近年发展起来的一种差压式流量传感器,目前正在其它工业领域如:石化、热能、供水等广泛地应用。GLY系列矿用气体流量传感器(以下简称传感器)是用于监测煤矿井下或地面瓦斯抽放管道标况或工况流量、介质温度、压力等参数的本质安全型仪器。 3.1.1 产品特点 a、液晶显示管道标况累计流量、瞬时流量、温度、压力等多种参数; b、检测元件不接触流体,可靠性高,介质适应性强; c、无可动部件及磨损,结构牢固、简单; d、自整流、自清洁、前后直管段要求较短,一般上游只需0至3D,下游只需0至1D。 e、精度高,差压输出值可实现±0.1% 的重复性。 f、压损小,适合低静压、低流速的测量。 g、长期使用稳定可靠。 3.1.2 主要功能及适用范围 主要用于监测煤矿井下或地面瓦斯抽放管道标况或工况流量和压力、温度,适用于煤矿井下或地面瓦斯抽放管道以及瓦斯利用管道等。a、显示功能 能同时显示累积流量、瞬时流量、压力和温度。 b、通讯功能 可以与分站的智能口进行RS485 通讯,并能同时输出标况累积流量、

标况瞬时流量、压力和温度。 3.2 结构特征及工作原理 3.2.1 结构特征 a、传感头部分结构外型及尺寸如下图所示: 图 9-1 V形锥流量计传感头外型尺寸 ⑴电源及信号进线套⑵累积、瞬时、压力和温度显示屏 ⑶盒盖 ⑷负压端排气阀盖⑸正压端排气阀盖⑹正压端取压过程连接口(以“+”号标志为准) ⑺负压端取压过程连接口(以“-”号标志为准)⑻外接Pt100热电阻进线套(温度) b、传感头液晶显示板显示内容如下图所示:

第一章呼吸机的工作原理

第一章呼吸机的工作原理 第一节.呼吸机的工作环节 1.机械通气的定义:借助机械的力量,产生和增强病人的呼吸动作和呼吸功能。 2.呼吸功能包括外呼吸(肺泡和肺毛细血管之间的气体交换)、内呼吸(组织和毛细血管之间的气体交换)。 3.机械通气的工作环节 (1)人为的产生呼吸动作 (2)改善通气 (3)改善换气 (4)降低呼吸作功 (5)纠正病理性的呼吸动作 第二节.呼吸机的分类 一.按使用或应用的类型分类 (一)控制性机械通气(CMV) 1.定义:病人在自主呼吸减弱或消失的情况下,完全由机械通气机产生、 控制和调节病人的呼吸。 2.应用于:疾病造成的自主呼吸消失或减弱;自主呼吸不规则或频率过快, 机械通气无法与病人协调时,用人为的方法将自主呼吸抑制或减弱。 (二).辅助性机械通气(AMV) 1.定义:病人呼吸存在的情况下,由呼吸机辅助或增强病人的自主呼吸。机 械通气的各种主要由病人的吸气负压或吸气气流所触发。 2.应用于:自主呼吸虽然存在且较规则,但自主呼吸减弱而通气不足的病人。 二.按机械通气的使用途径分类 (一)胸内或气道加压型 (二)胸外型 三.按吸、呼气相的切换方式分类 (一)定压型:呼吸道内压力达到预计值后,呼吸机打开呼气阀,胸廓和 肺被动性萎陷或由负压产生呼气,当气道内压力不断下降,呼吸机再 次通过正压产生气流,并引起吸气。 (二)定容型:通过正压将预计潮气量送入肺内,达到预计潮气量后,停 止供气,进入呼气状态。 (三)定时型:按照预先设计的吸气及呼气时间供气。 (四)混合型(多功能型)。 四.按照通气频率供气 (一)高频通气:通气频率>60次/分。 1.优点:低气道压,低胸内压,对循环干扰小,无需密闭气道。 2.缺点:不利于二氧化碳的排除。 3.分类:高频正压通气,高频喷射通气,高频振荡通气。 (二)常频通气:通气频率<60次/分。 五.按是否有同步装置或性能分类 (一)同步型呼吸机:病人的自主呼吸的吸气开始时可以触发呼吸机,使 其向病人呼吸道内供气,并产生吸气动作。 (二)非同步型呼吸机:病人的呼吸或吸气负压不能触发呼吸机供气,一 般只用于控制性机械通气的病人。 六.按适用的对象分类 (一)婴儿呼吸机 (二)幼儿呼吸机

流量传感器在呼吸机等医疗设备中的应用

目前国内疫情已经得到较好的控制,但是,3月11日,世界卫生组织正式宣布,新冠病毒已经进入全球大流行状态,疫情的传播程度和严重性令人担忧。不断蔓延的全球疫情,各国对呼吸机,额温枪等防疫产品的需求仍会不断提升。除了疫情防护用品和设施外,以5G、人工智能、虚拟现实等为代表的一大批前沿性新技术开始应用,特别是传感器技术的应用。在此次新冠肺炎疫情中传感器在医疗领域发挥的重要作用是有目共睹的,其发挥作用的领域主要有:病理检测、人员生理参数监测、生命维持系统以及环境控制等方面。下面由工采网小编为您简要地介绍一下流量传感器在呼吸机中的应用。 在现代临床医学中,呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段,是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭,减少并发症,挽救及延

长病人生命的至关重要的医疗设备。大家都知道在这次新型冠状病毒确诊患者常见症状主要表现为呼吸道感染、发热、咳嗽、呼吸急促或者呼吸困难。因此新型冠状病毒导致的肺炎,最易出现的情况是低氧血症,即我们常说的氧饱和度低。这个症状的最直接的办法就是吸氧,然后再视情况使用机械通气,即我们说的呼吸机。 为了更好的满足医疗设备对相关信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。则需要传感器的辅助,传感器在呼吸机等医疗设备中负责将监测到的物理值(例如气道压力、流量、温度、湿度等)按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足医疗设备对相关信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。从而可以使医务人员通过利用专业的医疗设备对患者进行病情诊断和相关救治工作。 呼吸机中的流量传感器作为监测病人的潮气、峰值流量、分钟通气量等的重要部件,流量传感器将测量到的实际值馈送到电子控制部分与面板设置值比较,利用两者间的误差控制伺服阀门来调节吸入和呼出气体流量;安装在吸气系统前端的空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器对阀门进行控制,以提供病人所需要的氧浓度;流速和流量的检测值还直接影响到呼气与吸气时相的切换、分钟通气量上下限的报警、流量触发灵敏度、气流实时波形和P-V-环的监测显示等等,流量传感器性能的好坏直接影响到呼吸机参数的准确性和可靠

呼吸机的基本工作原理

呼吸机的基本工作原理 呼吸机呼吸机是一种人工的机械通气装置,用以辅助或控制患者的自主呼吸运动,以达到肺内气体交换的功能,降低人体的消耗,以利于呼吸功能的恢复。呼吸机的临床应用分为两大类。一类以呼吸系统疾病为主,包括肺部感染,肺不胀、哮喘、肺水肿等影响肺内气体交换功能。此时呼吸机的治疗主要改善肺内气体交换,提高血液中氧浓度和排除二氧化碳。而第二类以外科手术为主,有利于病人麻醉恢复,维持正常的呼吸功能,减少呼吸肌运动,降低氧耗量。(一)呼吸机的基本工作原理任何呼吸机的工作原理都在于气体的压力差,一般呼吸机的工作原理分两种方式 1 、气道正压呼吸机使气体压力增高,通过管道与患者呼吸道插管连接,气体经气道、支气管,直接流向肺泡,此时为吸气期;呼气时呼吸机管道与大气相通,肺泡在大于大气压力,肺泡内气体即自行排除,直至与大气压相等。 2 、胸廓负压将患者的胸部或整个身体置如密闭的容器中,呼吸道与大气相通。当容器中的压力低于大气压时,胸部被牵引扩张,肺泡内压力低于大气压,空气进入肺泡,为吸气期;而当容器压力转为正压时,胸廓受压迫缩小,肺泡内压力增高大于大气压,肺泡内气体排除体外,为呼气期。由于这类呼吸机体积大动力大,通气效率低,目前已被淘汰使用。(二)呼吸机分型根据呼吸机的工作原理,可分为三大类: 1 定压型呼吸机设定压力值。当呼吸机产生正压,气流进入呼吸道,使肺泡扩张,气道压力不断升高,直到预定压力值,呼吸机停止送气,即吸气期结束开始呼气。应用定压型呼吸机,气流速度快,预定压力低,则吸气时间短,潮气量小;而气流速度慢,预定压力高,则吸气时间长。潮气量受肺的顺应性影响,在相同的预定压力下,肺的顺应性好,潮气量大,而肺的顺应性差,潮气量明显降低。因此在临床应用中,定压型呼吸机比较容易产生通气过渡或通气不足。2 定量型呼吸机设定潮气值,当呼吸机送气时,不管患者肺内阻力大小,将设定的潮气量送入气道;呼气时,呼吸道压力下降与大气相通,肺泡内气体排除体外。定量型呼吸机不受患者肺内病变的影响,保证足够的通气量。但必须有压力报警装置,当气道内压力超过设定的范围,呼吸道呼气阀门打开,与大气压相通,气体排出体外,防止气道压力过高,肺泡破裂,产生气胸等严重并发症。 3 持续气流型呼吸机持续送气,当呼气阀门关闭时,气体压力增高,超过患者肺内压力时,气体流向患者气道内,即吸气期;当呼气阀门开放时,气道与外界相通,持续气流直接流向外界,此时肺泡内压力大于大气压,也向外流出,为呼气期。由于气道内有持续气流存在,患者随时能吸气,避免婴幼儿吸气压力小,触发呼吸机同步呼吸困难。婴儿型呼吸机采用此种方法较多。(三)呼吸机的使用方法根据患者年龄、体重和疾病类型选择适当的呼吸机,然后进行安装。不同类型呼吸机的安装要求不同,正确连接气源,呼吸道管道和湿化器,检查压缩空气和压气压力是否相等,空气混合器是否工作,连接测试皮囊,按医师指令调节呼吸机,包括设定呼吸频率、吸气时间,潮气量、呼吸机工作方式、吸入氧浓度等;同时设定各类容量、压力、频率及报警范围,并保持呼吸机开机十分钟,检查呼吸机是否报警,排除各类可疑故障,如管道破裂,湿化器没旋紧漏气等,空气混合器失效氧浓度过高或过低等,必须保证呼吸机正常工作,并通过患者动脉血气分析,及时调整呼吸机的工作方式和工作条件。(四)保养及维修呼吸机为抢救病人的重要工具,因此医院的生物医学工程或电子室必须定期检查,保证呼吸机随时能正常工作。当呼吸机工作1000 小时以上时,还必须定期测试,保证各项参数在正常范围,包括气体流量和压力传感器的测试,空氧混合器的测试和各种呼吸机工作方式的压力,流量波形的测定。呼吸机用毕,所有与患者连接的管道,湿化器,包括呼气端的流量传感器都

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