一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及流量测量和气体成分补偿领域，涉及一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法及系统。本发明专利技术方法包括：步骤S0.使用纯氧气对压差式流量传感器进行标校。步骤S1.使用压差式流量传感器对麻醉机流量进行测量；步骤S2.根据麻醉机中各种气体的浓度获得补偿系数，并使用补偿系数对压差式流量传感器测量的麻醉机流量值进行修正，获得修正后的流量值。本发明专利技术的补偿系数并没有完全按照浓度百分比和气体相对分子质量进行补偿，使用了修正系数进行修正，本发明专利技术的修正系数提高了补偿系数的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及流量测量和气体成分补偿领域，涉及一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法及系统。

技术介绍

[0002]流量测量功能是麻醉机最基础的功能之一，通过实时测量的吸入与呼出的通气流量，获取机械通气的真实潮气量，并对照目标潮气量设定值，进行控制调整。精准的潮气量测量与控制，对于麻醉机完成对患者的生命支持工作十分重要。
[0003]当前，麻醉机的主要流量测量方式就是在通气回路的吸气口、呼气口处安装流量传感器，使用两个流量传感器进行流量的测量工作。当前市场可应用的主流流量传感器类型主要有压差式流量传感器、热式流量传感器等，因为麻醉机的特殊应用领域，各主流产品逐渐采用了压差式流量传感器，对流量进行测量。
[0004]使用压差式流量传感器进行流量测试时，需要先进行传感器标校工作，需要使用第三方高精度流量传感器和麻醉机的流量传感器进行串联，进行通气，调节流量大小，依次记录各流速时第三方流量传感器的流速值、麻醉机流量传感器的电压值，将其存储为流量
‑
电压曲线表，作为麻醉机将压差流量传感器的输出电压转为流量的依据，但这种标校与流量计算方式在麻醉机的特殊应用场景下具有一定缺点。
[0005]标校和使用的场景不同，导致标校数据在用于转换时，会对流量的测量结果形成影响。因为标校时的所用气体和麻醉机具体使用时的气体不同，相关研究表明，相同体积的不同气体，在相同体积流量情况下，对压差型流量传感器产生的压差输入不同，最终导致转换完成的流量值具有部分误差存在。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了弥补
技术介绍
中描述的问题所产生的误差，提供了一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现。
[0008]本专利技术提出了一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，所述方法包括：
[0009]步骤S1.使用压差式流量传感器对麻醉机流量进行测量；
[0010]步骤S2.根据麻醉机中各种气体的浓度获得补偿系数，并使用补偿系数对压差式流量传感器测量的麻醉机流量值进行修正，获得修正后的流量值。
[0011]步骤S1中，采用压差式流量传感器采集流速形成的压差，并转换为电压值，根据查表法，计算出对应的流量值，并通过本专利的补偿系数进行补偿
[0012]步骤S2中，在发现不能完全以气体成分百分比进行补偿的问题后，以第三方标校测量设备为标准，进行多种气体成分的实验。
[0013]作为上述技术方案的改进之一，所述方法的步骤S1之前还包括：
[0014]步骤S0.使用纯氧气对压差式流量传感器进行标校。
[0015]作为上述技术方案的改进之一，所述步骤S2中，麻醉机中的各种气体包括：氧气、二氧化碳、一氧化二氮和氮气。
[0016]作为上述技术方案的改进之一，所述步骤S2中，麻醉机中各种气体的浓度的获取包括以下步骤：
[0017]使用麻醉机自带的气体监测模块对相应气体浓度进行监测，分别获取氧气浓度、二氧化碳浓度和一氧化二氮浓度；
[0018]根据获取的氧气浓度、二氧化碳浓度和一氧化二氮浓度，计算出氮气浓度。
[0019]作为上述技术方案的改进之一，所述氮气浓度T
N2
的计算式为：
[0020]T
N2
＝1
‑
(T
o2
+T
CO2
+T
N2O
)
[0021]其中，T
o2
为氧气浓度，T
CO2
为二氧化碳浓度，T
N2O
为一氧化二氮浓度。
[0022]作为上述技术方案的改进之一，所述步骤S2中，补偿系数α的表达式为：
[0023][0024]其中，T
o2
为氧气浓度，T
CO2
为二氧化碳浓度，T
N2O
为一氧化二氮浓度，T
N2
为氮气浓度，δ为气体成分修正系数。
[0025]作为上述技术方案的改进之一，所述气体成分修正系数δ的计算式为：
[0026][0027]其中，p1为标准大气压，t1为标准温，p为气体实际压力，t为当前温度，101.325Kpa为标准气体压强参数，273.15为绝对零点温度。
[0028]作为上述技术方案的改进之一，所述气体成分修正系数δ，满足120L/min流速以下使用，具体数值为0.96。
[0029]作为上述技术方案的改进之一，所述步骤S2中，修正后的流量值f的计算式为：
[0030]f＝f
m
*α
[0031]其中，f
m
为压差式流量传感器测量的麻醉机流量值。
[0032]本专利技术还提出了一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量系统，所述系统包括：流量获取模块和流量修正模块；其中，
[0033]所述流量获取模块，用于获取使用压差式流量传感器测量的麻醉机流量值；
[0034]所述流量修正模块，用于根据麻醉机中各种气体的浓度获得补偿系数，并使用补偿系数对压差式流量传感器测量的麻醉机流量值进行修正，获得修正后的流量值。
[0035]本专利技术与现有技术相比优点在于：
[0036]1、本专利技术通过使用麻醉机在正常工作时流经节流装置的气体可能有空气、氧气、笑气、二氧化碳等气体的浓度对流量传感器测量的流量值进行补偿，矫正了流量传感器测量的流量值；
[0037]2、本专利技术的补偿系数并没有完全按照浓度百分比和气体相对分子质量进行补偿，使用了修正系数进行修正，本专利技术的修正系数提高了补偿系数的准确性；
[0038]3、本专利技术在测量之前还使用纯氧气进行流量传感器进行标校，大大降低流量传感器流量值的误差。
附图说明
[0039]图1为本专利技术实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0040]以下结合实施例及附图进一步说明本专利技术所提供的技术方案。
[0041]压差式流量传感器以伯努利方程和流体连续性方程为依据进行流量测量的，当气体流经节流装置，包含标准孔板、标准喷嘴、变径探头等，在其前后就会产生压差，此时压差值与流量的平方成正比。可用下面一个常用标准公式表示：
[0042][0043]式中，q
v
是体积流量，ρ1是被测量气体的密度，Δp是气体在节流装置前后的压差，压差用于直接输入到压差流量传感器中，测量气体流量。其余变量和分析无关紧要，不做出解释。
[0044]由上面公式可知道，不同成分的气体，在相同体积流速下产生的压差不同。
[0045]根据上面结论可知，气体成分对压差会形成影响，而麻醉机在正常工作时流经节流装置的气体可能有空气、氧气、笑气、二氧化碳等气体，各种气体浓度也不是固定的，所以标校过程中使用任何混合气体都无法和真实使用场景相比。
[0046]实施例1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，所述方法包括：步骤S1.使用压差式流量传感器对麻醉机流量进行测量；步骤S2.根据麻醉机中各种气体的浓度获得补偿系数，并使用补偿系数对压差式流量传感器测量的麻醉机流量值进行修正，获得修正后的流量值。2.根据权利要求1所述的基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，其特征在于，所述方法的步骤S1之前还包括：步骤S0.使用纯氧气对压差式流量传感器进行标校。3.根据权利要求1所述的基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，麻醉机中的各种气体包括：氧气、二氧化碳、一氧化二氮和氮气。4.根据权利要求3所述的基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，麻醉机中各种气体的浓度的获取包括以下步骤：使用麻醉机自带的气体监测模块对相应气体浓度进行监测，分别获取氧气浓度、二氧化碳浓度和一氧化二氮浓度；根据获取的氧气浓度、二氧化碳浓度和一氧化二氮浓度，计算出氮气浓度。5.根据权利要求4所述的基于气体成分补偿的麻醉机流量测量方法，其特征在于，所述氮气浓度T
N2
的计算式为：T
N2
＝1
‑
(T
o2
+T
CO2
+T
N2O
)其中，T
o2
为氧气浓度，T
CO2
为二氧化碳浓度，T
N2O
为一氧化二氮浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪祥，宋恒利，何倩倩，
申请(专利权)人：北京谊安和顺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：