专利名称：一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化控制及检测技术，是一种用于无创呼吸机开发实验测试的设备。
背景技术：
无创呼吸机在临床上用于治疗睡眠呼吸暂停综合症(SAS)及相关疾病。随着呼吸机应用范围的不断拓展，市场上对于呼吸机的需求将会一直保持高速增长的趋势，市场潜力极为广阔，这就要求生产企业适应行业发展，满足市场需求，企业必须具备快速研发的能力，新功能新技术及新元器件测试的快速性、精确性及稳定性是保证开发的新产品快速投入市场的关键。在无创呼吸机的开发过程中，各元器件及整机性能技术指标的可靠性直接影响产品的质量，从而影响后期企业的收益，开发周期的长短直接关系新产品的设计投入成本。缩短产品的开发周期，同时保证产品各方面的性能，使新技术快速的转化为产品是企业能在激烈的市场竞争中站稳脚跟的关键。目前对于无创呼吸机每个新型号的开发，首先针对开发要求对各个功能�？榻猩杓疲愿鞲鲈骷醒⌒筒馐裕詈笞樽俺烧蠼械魇孕薷�。开发过程中进行很多反复修改、校准等，开发周期相对较长。无创呼吸机开发阶段选择的零部件性能和控制算法等决定了产品的最终品质，系统的可靠性及测试的准确性是使产品实现其本身功能的有力保证。为了让新产品快速投入市�。醵炭⒅芷谑亲钪苯拥耐揪叮杂谖薮春粑目ⅲ笛榛嵴枷嗟贝蟮谋戎兀黾邮笛榉奖阈院妥既范龋捎行醵淌笛橹芷�。一个自动化开发平台的建立，可以在开发过程中随时对各个新部件进行准确的性能指标测试，判定是否符合设计要求，不再需要其他所有�？槿可杓仆瓿珊笤偻骋徊馐裕箍⑷挝窬】赡艿牟⑿型瓿桑醵塘丝⒅芷�。集成的开发实验平台会使开发期间的调试更简便的进行。精确的传感器及专业的分析仪器会让实验结果更加的准确可靠，降低了产品的故障率，提高了产品的质量，从而增加了公司利润。
实用新型内容为了缩短无创呼吸机的开发周期，提高性能参数的精确度及稳定性，直观的反映算法、反馈、控制及动作的灵敏度和正确性，本实用新型的目的在于提供一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台。本实用新型主要是通过以下技术方案来实现的:一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，包括气源单元、主控单元、信号采集单元、监测显示单元和加温湿化单元，其特征在于:还增设气流分析单元和呼吸模拟单元两部分，气流分析单元一端接呼吸模拟单元，另一端接加温湿化单元输出端；当气源单元中空气或空氧混合气分别送至信号采集单元和加温湿化单元的输入端时，可通过采集信号采集单元中传感器的信号汇总至主控单元，主控单元将采集到的信号通过特定程序算法对气源单元中气流进行检测和控制；再通过监测显示单元实时显示系统工作状态信息及各参数的变化状态。气流分析单元为气流分析仪，其气流入口端接加温湿化单元出口端，该出口端接呼吸模拟单元的入口端。气流分析单元及呼吸模拟单元的连接口外径为22.00±0.1毫米。气源单元包括空气源产生单元和氧气源输入控制单元，其中，空气源产生单元根据程序控制可提供稳定的4 35cmH20的压力，同时作为测试端口，通过该测试端口测试整机设备或其零部件；氧气源输入控制单元提供氧气输入接口，可通过反馈信号和程序控制氧气输入量。主控单元包括主控制板和信息采集、分析、处理部分；其中，主控制板中包括压力传感器、压差传感器及主控芯片组，主控芯片组采用LPC2368或LPC2378，可实现主控单元根据各传感器采集反馈的信号实时调整对气源单元的控制。主控单元中的信息采集、分析、处理部分由主机和调控操作部分组成，可实现对实验数据存储、对比和图形化输出。监测显示单元包括外部用户显示界面和内部参数监测界面，两界面为显示屏，可实现参数波形滚动和精确数值同时显示。加温湿化单元为加温湿化器，其输出端分别接气流分析单元和主控芯片组的输入端，通过反馈可使输出的气体达到要求的温度与湿度值，重复误差不大于±2°C。本实用新型与传统的开发测试方法相比较，增加了气流分析仪和呼吸模拟等硬件设备，通过信息分析处理和参数追踪调试等软件方面控制及闭环反馈部分，与传统开发测试方法相比具有明显的优势，优点及效果主要体现在以下几个方面:1.性能参数测试的准确性高，数据采集及参数调整全面，调试方便快捷，测试结果显示直观，该实验测试平台主要是通过采集各传感器的信号，汇总至主控单元，再通过核心算法程序对风机、控制阀及其他调整部件的控制，从而使输出气体满足设计目标；为无创呼吸机新产品的开发提供了有力的测试技术支持。2.�？榛杓疲骷馐粤臃奖悖檬笛椴馐云教ㄖ饕峭ü迅鞲霾馐杂牍ぷ髂？榧傻揭桓錾璞干希ü衅�、气流分析仪及控制程序对新开发产品的整套设备或其局部零件做专业性的测试，从而提高了产品品质，缩短产品开发周期。
图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本方案进一步详细描述:参见附图1，为本实用新型整体结构示意图。本实用新型是通过把各个测试与工作�？榧傻揭桓銎教ㄉ希ü衅�、气流分析仪及控制程序对新开发产品的整套设备或其局部零部件做专业的测试。可测试的零部件包括风机、主控制板、控制阀、湿化器、传感器、液晶屏和面罩；可测试的参数包括压力、流量、流速、潮气量、分钟通气量、呼吸频率、吸呼比(1:E)、触发时间、切换时间、血氧浓度和氧浓度。一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，包括气源单元、主控单元、信号采集单元、监测显示单元和加温湿化单元，其特征在于:还增设气流分析单元和呼吸模拟单元两部分，气流分析单元一端接呼吸模拟单元，另一端接加温湿化单元输出口端；当气源单元中空气或空氧混合气分别送至信号采集单元和加温湿化单元的输入口端时，可通过采集信号采集单元中传感器的信号汇总至主控单元，主控单元将采集到的信号通过特定程序算法对气源单元中气流进行检测和控制；再通过监测显示单元实时显示系统工作状态信息及各参数的变化状态。气流分析单元为气流分析仪，其气流入口端接加温湿化单元出口端，该出口端接呼吸模拟单元的入口端；它可监测呼吸频率(Rate)，呼吸频率监测范围2 10BPM误差为±10%RS、10 40BPM误差为±10%RS ;吸呼比(1:E)监测误差为±20%RS ;成人的潮气量、漏气量测量范围为200 3000ml，监测误差为±20%RS ;分钟通气量测量范围为O 30L，监测误差为±20%RS或±1L。呼吸模拟单元由呼吸模拟设备组成，连接在气流分析单元的出口端，其作用为通过参数调节来模拟人的各种呼吸状态。气流分析单元及呼吸模拟单元的连接口端外径为22.00±0.1毫米。气源单元包括空气源产生单元和氧气源输入控制单元，其中，空气源产生单元根据程序控制可提供稳定的4 35cmH20的压力，同时作为测试端口，通过该测试端口测试整机设备或其零部件；氧气源输入控制单元包括流量控制部分，提供了氧气输入接口，可通过反馈信号和程序控制氧气输入量。主控单元包括主控制板和信息采集、分析、处理部分；其中，主控制板中包括压力传感器、压差传感器及主控芯片组，主控芯片组采用LPC2368或LPC2378芯片，可实现主控单元根据各传感器采集反馈的信号实时调整对气源单元的控制。主控单元中的信息采集、分析、处理部分由主机和调控操作部分组成，可实现对实验数据存储、对比和图形化输出。信号采集单元主要包括瞬时流量传感器、累计流量传感器、氧浓度传感器和血氧浓度传感器；其功能在于采集相应位置的各种性能指标，把采集到的数据发送至主控单元供分析处理。监测显示单元包括外部用户显示界面和内部参数监测界面，两界面为显示屏，可实现参数波形滚动和精确数值同时显示。加温湿化单元为加温湿化器，其输出口端分别接气流分析单元和主控芯片组的输入口端，通过反馈可使输出的气体达到要求的温度与湿度值，重复误差不大于±2°C。下面对本实用新型的工作方式及功能作进一步详述。整机测试:参见附图2，为本实用新型的工作原理图。首先将整机中的过滤装置、风机、阻流结构、主控制板、加温湿化器和用于外部用户显示界面的显示屏等硬件设备连接好，接通总电源，将设计好的控制程序通过主控单元中的主机写入到主控制板上。启动工作电源开关，设备运转，根据程序中的参数设置风机按一定转速运行，压力/压差信号通过压力/压差传感器采集反馈给主控制板，与程序中设置值进行比对，如超出允许的误差范围程序快速做出响应，调整风机转速。通过传感器采集的其他信号还包括瞬时流量、累计流量、氧浓度及人体的血氧浓度，这些信息实时反馈给主控单元并根据目标参数实时做出调整。参数的设置状态及机器运行中各参数的变化会在监测显示单元的显示屏上显示出来。其中外部用户显示界面显示的内容是将来最终产品的用户操作显示界面。测试中对发现的问题及时调整程序，使之满足客户需求。内部参数监测界面中显示的是系统内部调试时的关键参数值及变化过程，机器运行过程中对其进行追踪，用于整机调试。通过呼吸模拟单元的模式调整，模拟出各种呼吸模式，从而系统对睡眠呼吸事件能够做出准确的采样，为系统的调整提供可靠的依据。通过气流分析单元的气流分析仪对最终输出的气流做准确的分析，为系统中的反馈与调整提供了基准，使输出气体的潮气量、压力等参数值更加的准确，进而增加新产品的信赖性与可靠性。加温湿化单元的功能是使输出的气体保证一定的温度与湿度。此实验平台可以通过高精度的传感器进行负反�。约尤炔糠质凳钡髡Ｖな涑鲇肷柚玫囊恢滦�。零部件测试:本测试平台除了可以对整套新产品进行测试，同时也可以对关键零部件如风机进行实验。通过局部零部件的调换和配备的测试设备可以对以下关键零部件做测试实验，包括风机、控制阀、控制板、湿化器、液晶屏、传感器及面罩等。此套实验测试平台的核心部分就是通过采集流量、氧浓度、血氧浓度、压力、压差传感器的信号，汇总至主控单元，再通过核心算法程序对风机、控制阀及其他调整部件的控制，从而使输出气体满足设计目标。上述各传感器及测试设备的精度与灵敏度是实验结果准确性的关键。
权利要求1.一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，包括气源单元、主控单元、信号采集单元、监测显示单元和加温湿化单元，其特征在于:还增设气流分析单元和呼吸模拟单元两部分，气流分析单元一端口接呼吸模拟单元，另一端口接加温湿化单元输出端；当气源单元中空气或空氧混合气分别送至信号采集单元和加温湿化单元的输入口端时，可通过采集信号采集单元中传感器的信号汇总至主控单元，主控单元将采集到的信号通过特定程序算法对气源单元中气流进行检测和控制；再通过监测显示单元实时显示系统工作状态信息及各参数的变化状态。
2.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:气流分析单元为气流分析仪，其气流入口端接加温湿化单元出口端，该出口端接呼吸模拟单元的入口端。
3.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:呼吸模拟单元由呼吸模拟设备组成，连接气流分析单元的出口端，其作用为通过参数调节来模拟人的各种呼吸状态。
4.按权利要求1、2或3所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:气流分析单元及呼吸模拟单元的连接口端外径为22.00±0.1毫米。
5.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:气源单元包括空气源产生单元和氧气源输入控制单元，其中，空气源产生单元根据程序控制可提供稳定的4 35cmH20的压力，同时作为测试端口，通过该测试端口测试整机设备或其零部件的性能参数，测试结果通过监测显示单元显示；氧气源输入控制单元提供氧气输入接口，通过反馈信号和程序控制氧气输入量。
6.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:主控单元包括主控制板和信息采集、分析、处理部分；其中，主控制板中包括压力传感器、压差传感器及主控芯片组，主控芯片组采用LPC2368或LPC2378芯片，可实现主控单元根据各传感器采集反馈的信号实时调整对气源单元的控制。
7.按权利要求1或6所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:主控单元中的信息采集、分析、处理部分由主机和调控操作部分组成，可实现对实验数据存储、对比和图形化输出。
8.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:监测显示单元包括外部用户显示界面和内部参数监测界面，两界面为显示屏，可实现参数波形滚动和精确数值同时显示。
9.按权利要求1所述的一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，其特征在于:加温湿化单元为加温湿化器，其输出端分别接气流分析单元和主控芯片组的输入端，通过反馈可使输出的气体达到要求的温度与湿度值，重复误差不大于±2°C。
专利摘要本实用新型公开一种用于无创呼吸机开发实验测试的平台，包括气源单元、主控单元、信号采集单元、监测显示单元、加温湿化单元、气流分析单元及呼吸模拟单元；其中监测显示单元包括外部用户显示界面和内部参数监测界面，以上所有部件集成在一个平台上；主要是通过采集信号单元中传感器的信号汇总至主控单元，主控单元将采集到的信号通过特定程序算法对气源单元中气流进行检测和控制；再通过监测显示单元实时显示系统工作状态信息及各参数的变化状态；该实验测试平台具有测试准确性高，数据采集及参数调整全面，调试方便快捷，测试结果显示直观等优点，为无创呼吸机新产品的开发提供了有力的测试技术支持，从而提高产品品质，缩短开发周期。
文档编号G01M99/00GK203024988SQ201220447958
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者黄勇, 张玉谦, 刘健民, 傅佳萍, 宋亮, 简越 申请人:沈阳新松医疗科技股份有限公司
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