[發明專利]一種高同步供氧呼吸裝置、呼吸監測系統及方法

在審

• 申請號: 202010749785.8
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111728298A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 顧天鵬;陳志豪;馬耀庭;易浩強;李建平;周淵平;廖小瑤;何雨娟;蘇睿;馮迅;杜思唯;韓雨琦;袁慧;李文佳;周乃興;馮湘婷;馮發金;謝嘉穎;鐘念珈;王欣妍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D13/002;A41D13/005;A61M16/00;A61M16/10;A61M16/16;A61B5/08;A61B5/087;G16H50/20;G16H50/30;G16H80/00;G01D21/02;G05B11/42
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及呼吸防護用品和呼吸監測領域，其公開了一種高同步供氧呼吸裝置、呼吸監測系統及方法，解決傳統口罩存在的舒適性低和功能單一的問題。本發明中的呼吸裝置包括罩體還包括設置在罩體上的電源模塊和與所述電源模塊電連接的控制板、風機、報警模塊和節流裝置；所述控制板上設置有微控制器、數據存儲模塊、數據通信模塊和風機驅動模塊；所述節流裝置包括節流元件和設置在節流元件上的壓力傳感器和壓差傳感器；所述風機驅動模塊的信號輸入端連接微控制器，信號輸出端連接風機；所述壓力傳感器、壓差傳感器的信號輸出端連接微控制器；所述微控制器還與數據存儲模塊、數據通信模塊以及報警模塊相連。本發明的呼吸裝置適用于各種人群。

技術領域

本發明涉及呼吸防護用品和呼吸監測領域，具體涉及一種高同步供氧呼吸裝置、呼吸監測系統及方法。

背景技術

在人們的生活工作環境中，一方面，各種污染物嚴重威脅著空氣的質量，也直接威脅著人類的健康。另一方面，近年來各種傳染性呼吸類疾病的肆虐，給人們的健康帶來了巨大的危機。因此，目前需要佩戴口罩的場景越來越多。

現有技術中的口罩一般都是自吸過濾式口罩，需要靠人體呼吸，由肺部驅動氣流進行過濾。其存在以下缺陷：

(1)呼吸困難：

由于口罩的密封性強，使用者要克服口罩對空氣的阻力吸入外界的空氣，就會感覺吸氣困難，而呼出的氣體被口罩遮擋，無法順利排出到外界環境中，就會感覺氣悶，甚至憋氣，因而舒適性低。

(2)功能單一：

口罩只具備過濾pm2.5、粉塵或者阻擋飛沫的基本功能，不具備溫度、濕度監測調節功能，也不具備對使用者的呼吸數據的上傳分析用于進行疾病風險的評估、預警功能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提出一種高同步供氧呼吸裝置、呼吸監測系統及方法，解決傳統口罩存在的舒適性低和功能單一的問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：

第一方面，本發明提供了一種高同步供氧呼吸裝置，包括罩體以及設置在罩體上的電源模塊和與所述電源模塊電連接的控制板、風機、報警模塊和節流裝置；所述控制板上設置有微控制器、數據存儲模塊、數據通信模塊和風機驅動模塊；所述節流裝置包括節流元件和設置在節流元件上的壓力傳感器和壓差傳感器；

所述風機驅動模塊的信號輸入端連接微控制器，信號輸出端連接風機；所述壓力傳感器、壓差傳感器的信號輸出端連接微控制器；所述微控制器還與數據存儲模塊、數據通信模塊以及報警模塊相連；

所述風機用于帶動外界空氣進入罩體內；

所述壓力傳感器用于測量罩體內的氣道壓力值，并輸出至微控制器；

所述壓差傳感器用于測量罩體內的氣道流量值，并輸出至微控制器；

所述微控制器用于根據所述氣道壓力值結合設定的壓力期望值計算出PID輸出值，轉換為風機驅動控制量后控制風機驅動模塊來調節風機的轉速，從而調節氣道壓力；并根據所述氣道流量值識別用戶的呼吸過程，從而進行呼吸過程處理。

作為進一步優化，該裝置還包括濕化器；所述濕化器用于對進入罩體的空氣進行加熱和/或加濕。

作為進一步優化，該裝置還包括設置于罩體上對應口鼻處的監測裝置，所述監測裝置連接電源模塊和微控制器，用于對罩體內的空氣溫度、濕度以及呼出的氣體成分進行檢測；所述微控制器還用于根據檢測的空氣溫度、濕度控制濕化器以及通過數據存儲模塊記錄呼吸數據，通過數據通信模塊將所述呼吸數據傳輸給外部終端或APP。

作為進一步優化，所述呼吸數據包括呼吸狀態、呼出的氣體成分、罩體內空氣溫度、濕度、氣道壓力值和氣道流量值數據。