[发明专利]保护飞行器乘员的方法及呼吸面具

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空供氧调节器的呼吸面具以及一种保护飞行器乘员(乘客和／或机组成员)免受与高空减压和／或机舱中烟雾相关危害的稀释调节法。

尤其是，本发明涉及对供应给使用者的呼吸气体的调节以满足使用者的需要，该调节使用一种供给纯氧的可吸入气体源(氧气瓶，化学制氧发生器或液氧转换器)或者高度富含氧气的气体，例如一种机载制氧系统(OBOGS)。

为在飞行器中发生减压和／或发生烟雾时确保保护乘客和／或机组成员，供氧调节器应根据机舱高度释放一种呼吸气体，该种气体为稀释气体(通常为空气)和可吸入气体的混合物。在减压后，机舱高度达到了接近飞行高度的值。机舱的压力值通常是指机舱高度。机舱高度被定义为与保持在机舱中的加压的大气相对应的高度。该值与飞行高度不同。飞行高度为实际物理高度。压力与传统高度之间的对应关系定义在表格中。联邦航空条例(FAR)为民用航空设定了取决于机舱高度的呼吸气体中氧气的最低比率。

背景技术

目前大多数保护机组成员免于缺氧的呼吸面具设有氧气调节器，其利用气动技术通过开环来控制呼吸气体中氧气的分压。在该项技术中，空气借助于文丘里管通过稀释气体供应管路被吸入，文丘里管提供由可吸入气体的高速流形成的吸力。一真空膜盒(也称为高度计)通过调整稀释气体供应管路的截面来调节高度富氧率。从文献US6,994,086，FR1484691或US6,796,306中可了解到这样的供氧调节器。因为富氧率取决于受真空膜盒间隙控制的稀释气体供应管路的截面，耗氧量对于所有机舱高度范围和／或所有呼吸通风设备都无法达到最优。

节约氧气的需要使电动气压调节器得到发展，如文献US4,336,590，US6,789,539，US2007／0107729或US2009／O277449中所述。这些设备通过一种“吸入气体含量”的方法对呼吸气体进行闭环控制。这些仅对提供给飞行员而非飞行员生理状态的气体含量敏感的设备，需要快速的传感器和执行器，以对吸入气体执行精确的“实时”控制。

诸如专利WO2008／068545的其他出版物利用动脉血氧饱和度(SaO₂)的方法来调整呼吸气体含量。该生理参数与通过血液运输的氧气量同可运输气体的最大理论量之间的比率相对应。其与动脉血氧分压(PaO₂)有关，根据图1中所示的巴克罗夫特曲线或者血红蛋白解离曲线，该曲线会随着几个因素的变化而改变，例如血液酸碱度(饱和度随酸碱度下降)，肺泡二氧化碳分压PaCO2(PaCO₂上升时SaO₂下降)以及温度(当血液温度上升时，SaO₂下降)。

PaO₂是一种很难测量的数据，与之相反，利用脉搏血氧剂SaO₂可易于测量。但是一旦PaO₂达到80hPa，曲线几乎是平的，表明在这点之上的饱和度几乎没有变化。这对于目标PaO₂水平在80hPa以下的乘客缺氧保护不是问题，但是对于目标PaO₂水平在100hPa左右的精确的机组成员缺氧保护来说就不适用了。

发明内容

本发明的目的是提供一种可靠的，非常便宜且操作简单的供氧调节器，该调节器提供符合最小必需量同时接近于最小必需量的含氧率。

为此目的，本发明提供一种保护飞行器乘员的方法，包括以下步骤：

-为使用者提供一种飞行器乘员呼吸面具，

-给使用者提供一种呼吸气体，包括可吸入气体和稀释气体的混合物，

-检测使用者呼出气体中的氧或二氧化碳的分压或含有率，

-调整呼吸气体中的氧气(或可吸入气体)的比率(分数／百分比／浓度)。

呼出气体中氧分压的测量使我们能够可靠地估计肺泡动脉氧分压P_AO₂。在机舱高度很高的时候，表示肺部氧分压的该生理参数接近动脉血氧分压P_aO₂。

通过控制稀释阀来调整呼吸气体中的氧含量时，P_AO₂的使用要考虑使用者的生理机能。不同的使用者生理机能会有所不同。这就需要根据生理需要以及调节限制更精确地释放氧气。所以能够减小飞行器乘员(特别是飞行员或机组成员)的缺氧危险以及减少氧气消耗。

需要注意的是，比率，分数，百分比或浓度虽是不同的字，但所指的内容相同。