一种氧气浓度调节系统的制作方法

1.本实用新型属于氧气调节技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种氧气浓度调节系统。


背景技术：

2.在运动生理实践中，高原训练或模拟高原训练的低氧训练方式对一些特殊专业人员(如运动员、飞行员、宇航员、潜水员、高原工作者及健身人员等)
3.提高运动成绩和工作能力、健身减肥等方面的作用被证明是行之有效的。间歇性低氧训练法是借助低氧设备让受训人员间歇性地吸入低于正常氧气浓度的空气，造成体内适度缺氧，从而导致一系列有利于提高有氧代谢能力的抗缺氧生理和生化适应，间歇性低氧训练法能有效改善身体机能，提高身体适应低氧环境的耐受性。庞阳康等人发表在2009年7期《体育学刊》期刊上的“高氧恢复对低氧训练大鼠骨骼肌sdh和mdh活性的影响”一文中指出，高氧能提高血氧张力，增加血氧含量和组织储氧量，改善机体缺血缺氧状态，改善组织代谢；高氧可以迅速改善机体缺氧状况和能量代谢的模式，进而改善机体自由基的代谢状况。因此补氧可以拮抗自由基直接攻击细胞的超微结构，保证了细胞结构的完整性及其功能的正常发挥；并防止自由基损伤酶的结构导致有氧代谢酶活性的下降。瞿超艺等人发表在2020年4期《中国体育教练员》期刊上的“高氧气体补充对人体运动后恢复相关指标的影响”一文中指出，高氧气体补充对人体运动后恢复的相关指标具有一定的积极作用，对于运动后机体的恢复，高氧气体补充是一种无创、有效的干预手段。
4.目前，间歇性高低氧训练被医学和生理学证明，对于部分人群的高血压、高血脂、动脉硬化、心肌功能、男性精子质量、造血能力和人脑认知有着比较明显的改善效果，可用于提高人体机能，增强人体的免疫系统、非特异性补偿能力和有氧输出。
5.间歇性高低氧训练需要用到调节氧气浓度的设备，目前市场上调节氧气浓度的设备是利用连二亚硫酸钠溶液作为除氧剂，使空气经此溶液滤过，以此来降低空气中的含氧量，除氧的原理是连二亚硫酸钠与氧气发生反应，溶液中连二亚硫酸钠浓度随该反应的进行而不断降低，造成除氧效率下降，且这一变化是一个随时间而变化的曲线，因此难以精准控制氧气的浓度，并且利用该化学法制备低氧还需增加测氧和流量控制设备，使成本加大。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种氧气浓度调节系统，以解决现有技术中存在的无法在低成本下精准控制氧气浓度的技术问题。
7.为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种氧气浓度调节系统，包括：
9.气源处理单元，用于将气体进行处理，得到适当温度和压力的气体；
10.氮氧分离单元，与所述气源处理单元相连接，用于对所述气源处理单元处理后的气体进行分离，将所述气体分离成富氧气体和富氮气体；
11.混合气体单元，分别与所述气源处理单元及所述氮氧分离单元相连接，用于控制所述氮氧分离单元中所述富氧气体和所述富氮气体的混合比例，得到所需要的混合气体；
12.主控单元，分别与所述气源处理单元、所述氮氧分离单元及所述混合气体单元相连接。
13.优选地，所述气源处理单元包括气泵和除水换热装置，所述除水换热装置分别与所述气泵、所述氮氧分离单元及所述混合气体单元相连接。
14.优选地，所述气源处理单元还包括风扇，所述风扇用于给所述气泵降温。
15.优选地，所述氮氧分离单元包括第一阀门组件，所述第一阀门组件用于调节富氧气体流量和富氮气体流量。
16.优选地，所述混合气体单元包括加湿装置，所述加湿装置用于调整所述混合气体的湿度。
17.优选地，还包括传感组件，所述传感组件分别与所述气源处理单元及所述混合气体单元相连接。
18.优选地，还包括第二阀门组件，所述第二阀门组件的一端与所述气源处理单元相连接，所述第二阀门组件的另一端与所述混合气体单元相连接。
19.优选地，还包括第三阀门组件，所述第三阀门组件分别与所述气源处理单元及所述加湿装置相连接。
20.优选地，还包括存储单元，所述存储单元包括数据存储单元和配置参数存储单元。
21.优选地，还包括usb接口和电源单元。
22.本实用新型提供的有益效果在于：
23.1、本实用新型公开了气源处理单元、氮氧分离单元、混合气体单元和主控单元，通过各单元之间的联动配合，可以精确控制氧气浓度的百分比输出，常温常压下就可以产生混合气体。
24.2、本实用新型公开了主控单元、传感组件、风扇和第二阀门组件，传感组件采集系统中的温度、湿度、气体压力和氧气浓度数据，如果温度数据过高，主控单元会控制风扇来加大风扇的转速，从而达到降温保护的作用；如果系统中气体压力数据过大，主控单元会打开第二阀门组件排气，从而降低系统中的气体压力；通过温度数据和湿度数据，保证人呼吸气体的最佳体验感，通过氧气浓度数据，精确控制氧气浓度的百分比输出。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为实施例采用的氧气浓度调节系统的结构示意图。
27.主要元件符号说明如下：
28.1、气源处理单元；2、氮氧分离单元；3、混合气体单元；4、气泵；5、除水换热装置；6、过滤装置；7、压力传感器；8、氮氧分离装置；9、比例阀；10、通断阀；11、溢流阀；12、两位三通阀；13、管路；14、氧气传感器；15、加湿装置；16、温湿度传感器；17、压力开关；18、储气袋。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.如图1所示，在本实施例中，一种氧气浓度调节系统，包括：气源处理单元1，用于将气体进行处理，得到适当温度和压力的气体；氮氧分离单元2，与气源处理单元1相连接，用于对气源处理单元1处理后的气体进行分离，将气体分离成富氧气体和富氮气体；混合气体单元3，分别与气源处理单元1及氮氧分离单元2相连接，用于控制氮氧分离单元2中富氧气体和富氮气体的混合比例，得到所需要的混合气体；主控单元，分别与气源处理单元1、氮氧分离单元2及混合气体单元3相连接。
32.气源处理单元1包括气泵4和除水换热装置5，除水换热装置5分别与气泵4、氮氧分离单元2及混合气体单元3相连接，气源处理单元1还包括风扇，风扇用于给气泵4降温。具体的，气源处理单元1还包括过滤装置6，过滤装置6分别与除热换水装置5及氮氧分离单元2相连接，气泵4用于初步压缩和过滤空气，除热换水装置5对气泵4处理过的气体进行降温和除水，再对降温除水后的气体重新进行加热，不需要外接任何加热设施，安全可靠。
33.氮氧分离单元2包括第一阀门组件和氮氧分离装置8，氮氧分离装置8和第一阀门组件用于调节富氧气体流量和富氮气体流量，混合气体单元3包括加湿装置15和管路13，加湿装置15用于调整混合气体的湿度和湿度。具体的，第一阀门组件包括比例阀9、溢流阀11、两位三通阀12和第一通断阀10，比例阀9分别与氮氧分离装置8及管路13相连接，溢流阀11分别与氮氧分离装置8及两位三通阀12相连接，第一通断阀10分别与氮氧分离装置8及管路13相连接，混合气体单元3还包括压力开关17和储气袋18，压力开关17用于当输出的混合气体不够使用者呼吸的时候，不够的气体可以通过压力开关17获取；储气袋18用于存储缓冲的混合气体。
34.还包括传感组件，传感组件分别与气源处理单元1及混合气体单元3相连接，具体的，传感组件包括压力传感器7、温湿度传感器16、气泵温度传感器和氧气传感器14，压力传感器7和过滤装置6相连接；第一温度传感器16和湿度传感器19均和加湿装置15相连接，用于采集加湿装置15处混合气体的温度和湿度；氧气传感器14安装在管路13上，用于采集混合气体的氧气浓度数据；气泵温度传感器和气泵4相连接，用于采集气泵4出气口的温度，如果温度过高，主控单元控制风扇，加大风扇的转速，从而达到降温保护的作用，如果加大风扇转速还是温度偏高，那么就关闭气泵4。
35.还包括第二阀门组件，第二阀门组件的一端与气源处理单元1相连接，第二阀门组件的另一端与混合气体单元3相连接，具体的，第二阀门组件包括第二通断阀10，第二通断阀10分别与气泵4及管路13相连接，压力传感器7采集整个系统中管路13的压力数据，压力数据达到设定的值时，主控单元控制第二通断阀10，打开第二通断阀10，管路13中的气体会
排到气泵4，从而起到泄压的作用，降低气体压力。还包括第三阀门组件，第三阀门组件分别与气源处理单元1及加湿装置15相连接，具体的，第三阀门组件包括排水阀，排水阀和过滤装置6相连接，除水过程中产生的冷凝水通过排水阀和管路13进入加湿装置15。还包括存储单元，存储单元包括数据存储单元和配置参数存储单元，还包括usb接口和电源单元，usb接口和主控单元相连接，usb接口包括usb充电单元，电源单元和主控单元相连接，用于给气源处理单元、氮氧分离单元和混合气体单元供电。
36.结合图1进一步说明本氧气浓度调节系统的工作原理：
37.主控单元控制气泵4压缩和过滤空气，输出高压高热的气体，将高压高热的气体传输给除水换热装置5，除热换水装置首先对高压高热的气体进行降温和除水，除水过程中产生的冷凝水通过过滤装置6、排水阀和管路13进入加湿装置15，再利用高压高热气体中的热量重新对气体进行加热，将加热后的气体经过过滤装置6传输给氮氧分离单元2。
38.氮氧分离单元2中的氮氧分离装置8把气体分离成富氧气体和富氮气体，通过比例阀9、溢流阀11和两位三通阀12调节富氮气体的流量，通过第一通断阀10和两位三通阀12调节富氧气体的流量。
39.经过调节的富氮气体和富氧气体的混合气体传输给混合气体单元3的管路13，氧气传感器14采集管路13中的氧气浓度给主控单元，主控单元调整管路13中的氧气浓度，精确控制氧气浓度的百分比输出，混合气体从管路13中出来后，进入加湿装置15，加湿装置15利用除水换热装置5中产生的冷凝水，对混合气体进行加湿，同时温湿度传感器16采集混合气体的湿度值和温度值，调节混合气体的温度和湿度，保证混合气体的湿度在60％
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75％之间，混合气体的温度在35℃左右，保证人呼吸气体的最佳体验感。
40.调湿调温后的混合气体通过压力开关17进入储气袋18，通过管路13和面罩供应给使用者，其中压力开关17的作用是保持管路13内一定的压力，同时防止使用者将储气袋18中的气体吸尽后产生窒息感。
41.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。