[发明专利]高精度智能化低氧发生系统

说明书

本发明公开了一种高精度智能化低氧发生系统，其包括空气过滤器、空气压缩机、中央参数测控系统、精滤设备、加热器、膜分离单元、储气罐及开式面罩等，其采用中空纤维膜技术，在输入空气的压差作用下，通过中空纤维膜对空气中的氧气和氮气的选择透过性，从而直接获得含氧量为21％～5％的富氮气体。采用高精度传感器控制技术，监控气体输入、输出参数符合设定指标要求，以实现不同海拔高度的吸入气氧分压环境，同时可以按照不同需求，在工作中监测和记录人体相关生理指标变化情况。该智能化低氧发生系统具有科学、先进、安全、稳定、精确、有效，实现低氧制取、调节等自动化控制功能，在低氧制取技术领域及产品中实现机电一体化控制。

技术领域

本发明涉及一种智能化低氧发生装置系统。

背景技术

随着人们对高原运动训练益处认识的不断加深，以及人们到高原地区活动的日益增多，在平原地区模拟高原环境进行针对性训练的研究工作，越来越受到人们的高度重视。

高原环境对人类活动的主要影响就是“高原缺氧”，大气的压力随海拔高度增加呈指数关系下降，例如在海平面大气压力为101.3kPa，而到了西藏唐古拉山口地区海拔高度为5072m，平均大气压力为54kPa。由于大气压力的降低，导致人体出现与气压环境相关的程度不同的缺氧症状。从人体生理学角度来说，随着大气压力的降低，人体吸入气的氧分压降低，继而导致机体组织氧分压降低，可使机体发生两个方面的反应：生理性的代偿反应和病理性的功能障碍。在实践中，为高海拔地区作业人员配备供氧装备已成为防缺氧的主要措施。另一方面，由于人体生理对环境的适应机能，长期生活在高海拔地区人员比之生活在低海拔地区人员具有明显的抗缺氧能力。例如典型西藏人适应的缺氧高度不低于5500m，而内地人适应的缺氧高度平均不超过3000m。有鉴于此，可以得出结论：人体的生理代偿能力是可以通过适当的科学训练得以提高的。而提高人体耐受低气压即低氧分压环境的能力的有效方法，就是经常在低氧条件下进行适应性训练。在实际生活中，运动员为适应高原环境竞技，多数长期在高原地域设置训练基地，对运动员进行高原体能训练，以使运动员能够在高原环境中适应高强度的竞技比赛的体能需求。然而，受条件限制，不可能所有的运动员都能够在高原训练基地得到有效的体能训练，现在的问题是：能否在平原环境下模拟高原环境，使运动员能够得到效果相当的训练模式。可能的实施方式有将运动员封闭在低压舱中进行训练，此种方式投资较大，受场地的制约性较强。

发明内容

本发明的目的即在于提出一种能够有效实现低氧制取、调节等自动化控制功能，模拟不同高原低氧环境，综合集成呼吸频率、心率、血氧饱和度等智能化检测功能，从而实现对人体训练过程的实时监控的智能化低氧发生呼吸训练系统。

本发明的智能化低氧发生装置系统包括中央参数测控系统以及通过管道顺次连接的压缩空气制备装置、中空纤维膜分离单元和用户终端装置；所述压缩空气制备装置包括通过管道顺次相连接的空气过滤器、空气压缩机和空气精滤设备，所述空气精滤设备连接中空纤维膜分离单元，所述空气精滤设备和中空纤维膜分离单元之间设有加热器，所述中空纤维膜分离单元通过产品气储气罐与用户终端装置相连接；所述中央参数测控系统包括分别与单片机采集控制板相连接并由单片机采集控制板控制的压力控制模块、出口氧分压控制模块和温度控制模块。所述出口氧分压控制模块用于监测中空纤维膜分离单元出口产品气的氧分压并与设定值比对，所述加热器上设有用于对产品气温度进行调节控制的温度控制模块。

所述用户终端装置包括开式呼吸面罩和流量控制装置，所述开式呼吸面罩设有可以储存一定量产品气的补偿囊。

所述中央参数测控系统还包括与单片机采集控制板相连接的用于人体生理各项指标参数检测的人体生理指标测量模块，所述人体生理指标测量模块包括心电测量模块和血氧饱和度测量模块。

本发明的智能化低氧发生装置系统的控制方法包括下述步骤：