[發明專利]一種微量氣體流速控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201710777940.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107422754A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 趙蓮;周虹;王瑛;周榕;尤國興;張莉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事醫學科學院野戰輸血研究所
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本發明屬于測量儀器控制技術領域，具體涉及一種能夠準確控制量化微量氣體流速的控制裝置及控制方法。

背景技術

攜氧-釋氧能力是紅細胞及其代用品(血紅蛋白氧載體)質量檢測重要指標之一，目前通常使用半氧飽和度分壓(P₅₀)，即血紅蛋白氧飽和度達到50％時對應的氧分壓(PO₂)來表征，影響P₅₀的因素主要包括溫度、pH值以及別構因子等。目前，人們通過對氧解離曲線的研究，對血紅蛋白與氧的親和力有了比較深入的了解，并通過P₅₀來表征，在臨床醫學中已根據對氧解曲線的研究，開發出血氣分析裝置，在呼吸系統疾病的診療中發揮了巨大的作用，但僅通過氧解離曲線的研究還不能完全反映出血紅蛋白的攜氧-釋氧動力學過程，主要是在氧解離曲線中不能體現出血紅蛋白攜氧過程中氧飽和度與時間的關系，原因在于，對該供氧過程進行檢測要求裝置必須具備精確的氣體流量控制能力。目前，可使用的檢測P₅₀的分析設備中，通常利用針閥來限制氣體流量，針對每秒低于2mL的氣體流量控制，無法做到量化、準確控制，且市面上還沒有適合的精確的微小氣體流量計，由于氣體的釋放速度難以精確控制，不僅在氧合、脫氧過程的檢測易產生誤差，而且也無法針對樣品攜氧/釋氧的時間參數進行研究。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種能夠準確控制量化微量氣體流速的控制裝置，該裝置可用于醫療領域中血紅蛋白氧載體攜氧-釋氧動力學過程研究。

本發明的上述目的是由以下技術方案來實現的：

一種微量氣體流速控制裝置，包括進氣室(1)、出氣室(2)和流量控制電磁閥(41)，進氣室(1)和出氣室(2)之間通過氣體管路連通，流量控制電磁閥(41)設置在所述氣體管路上。

上述微量氣體流速控制裝置中，所述進氣室(1)和出氣室(2)是由兩塊隔板(3)將一腔室分隔成的兩個獨立空間，兩塊隔板(3)之間設置有電路板(4)，穿過隔板(3)和電路板(4)設置有連通進氣室(1)和出氣室(2)的氣體通道，位于電路板(4)上的流量控制電磁閥(41)設置在氣體通道上以控制氣體通道的開合度。

上述微量氣體流速控制裝置還包括位于進氣室(1)內的第一壓力傳感器(11)和位于出氣室(2)內的第二壓力傳感器(21)，第一壓力傳感器(11)和第二壓力傳感器(21)均穿過隔板(3)電連接到電路板(4)。

上述微量氣體流速控制裝置還包括位于出氣室(2)內的溫度傳感器(23)，溫度傳感器(23)穿過隔板(3)電連接到電路板(4)。

上述微量氣體流速控制裝置還包括一溫度控制單元，所述溫度控制單元包括設置在電路板(4)上的控制電路和設置在隔板(3)上的加熱元件，溫度傳感器(23)連接到溫度控制單元的控制電路。

上述微量氣體流速控制裝置還包括一控制器(6)，電路板(4)連接至所述控制器(6)。

上述微量氣體流速控制裝置中，進氣室(1)的進氣口(12)處設置有進氣電磁閥(5)以控制進入進氣室(1)內的氣體量。

上述微量氣體流速控制裝置中，所述進氣電磁閥(5)連接至所述控制器(6)。

本發明還提供一種微量氣體流速控制方法，該方法采用上述裝置進行操作，包括以下步驟：

步驟一：根據設定的微量氣體流量q₃的范圍，計算確定出氣室2的出氣口內外壓力差P₀；

步驟二：根據步驟一中確定的出氣口處的管徑r和已知的外界大氣壓值P₃，計算確定進氣室中的氣壓值P₁和出氣室中的氣壓值P₂，且滿足(P₁＞P₂)，(P₂＞P₃)，壓力差(P₁-P₂)保持在80mmHg～350mmHg之間；控制進氣電磁閥和流量控制電磁閥的開合度，使得進氣室中的氣壓值P₁和出氣室中的氣壓值P₂保持穩定。

上述微量氣體流速控制方法中，所述步驟一包括以下步驟：

已知出氣口處的管徑r值和設定的微量氣體流量q₃的范圍，由由式(7)計算出氣室的出氣口內外壓力差P₀：