一种氧舱压缩空气质量检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及医用空气加压氧舱领域，具体是一种氧舱压缩空气质量检测仪。


背景技术：

2.随着我国社会不断进步和发展，空气污染物对人们健康威胁越来越得到重视，尤其是作为医疗器械的医用空气加压氧舱用压缩空气质量将直接关系到患者身体健康，为此，检测氧舱压缩空气质量是当务之急。
3.按照tsg24-2015《氧舱安全技术监察规程》要求，需对氧舱压缩空气质量进行测试，测试的内容包括碳氢化合物、含水量、颗粒物含量及压缩空气温度。
4.目前，压缩空气碳氢化合物及含水量主要测量方法是采用化学分析的方法，其所采用传感器均为一次性使用，所采用的测量装置均是进口，且均是用于制药行业，医用空气加压氧舱行业从未应用。
5.化学分析法碳氢化合物检测的基本原理是压缩空气经适配器减压、稳流并通过微型孔导入碳氢化合物传感器，经惯性分离在刻花玻璃传感平台上形成一定形状油雾，根据油雾的大小判断碳氢化合物。化学分析法含水量检测的基本原理是压缩空气经适配器减压进入含水量检测传感器，含水的压缩空气与二氧化硒及硫酸反应，其检测试剂的颜色由黄色变成红褐色，在规定的测试条件下，根据其试管变色的长度大小来判断含水量。
6.空气中颗粒物质量浓度定义为在空气中单位体积内所包含的颗粒物质量大小。测量方法一般分为以下两种方法：一种是在单位体积内测定空气中颗粒物数目的多少；另一种是在单位体积重测量颗粒的质量大小。
7.现有的颗粒物质量浓度测定技术方法主要分为以下几种：滤膜称重法颗粒物质量浓度检测方法、超声波法、压电晶体震荡法、激光散射法。目前最先进的也是最普遍的是激光散射法，其分为颗粒计数法和颗粒群光散射法。颗粒计数法主要指单颗粒通过传感器的光敏区时，产生相应光脉冲，光脉冲的大小对应于颗粒直径大小，光脉冲数目对应于颗粒物数目的大小，通过统计总的光脉冲，从而计算出质量浓度的大小。颗粒群光散射法，它的基本原理是通过光敏区的颗粒群质量浓度与光通量探测器的光通量平均值成线性关系，通过检测光通量探测器的光通量大小确定颗粒群质量浓度大小。
8.化学分析法测量碳氢化合物目前依然是最佳方法，由于采用化学分析方法测量碳氢化合物需保证压缩空气温度范围为10-30度，目前的化学分析法测碳氢化合物均没有温度测量；而采用化学分析法测量含水量，其所采用传感器均为一次性使用，测量成本高，操作繁琐，尤其是相关法规要求日常检测，使用成本将难以承受；颗粒物计数器测量装置目前均是测量静态空气环境，需加泵采样测量，不能直接测量压缩空气颗粒物浓度，且其测量通道设置不完全符合tsg24-2015《氧舱安全技术监察规程》要求。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种氧舱压缩空气质量检测仪，以解决上述背景技术
中提出的技术问题或技术问题之一。
10.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.一种氧舱压缩空气质量检测仪，包括气路控制系统，其特征在于，所述气路控制系统由带压力调节手柄的减压器、电子压力传感器、三通、第一流量计、第二流量计、气路转换阀、颗粒物传感器部装、碳氢化合物传感器部装及含水量传感器部装组成，所述减压器通过三通分别与第一流量计和第二流量计相连接，减压器通过压力表接口接入电子压力传感器。
12.进一步地，第一流量计流量为0-2.83 l/min、针对颗粒物的单刻度流量计，第二流量计流量为2.5-4l/min针对含水量与碳氢化合物的双刻度流量计。
13.进一步地，所述含水量传感器部装包括气室，气室的一端开放，另一端通过气管开口于气嘴。
14.进一步地，所述颗粒物传感器部装的测试通道为六通道，分别为0.3um、0.5um、1.0um、2.5um、5.0um和10.0um，其测量显示单位为：颗/l，显示模式为浓度差分。
15.进一步地，所述碳氢化合物传感器部装直接插接于仪器背部面板上。
16.进一步地，还包括前部面板，前部面板中部为主液晶显示屏，主液晶显示屏下方为多个触摸按钮，液晶显示屏的左边为第一流量计和第二流量计自带的第一流量显示屏和第二流量显示屏，液晶显示屏的右边颗粒物传感器部装的通道切换按钮和压力调节手柄。
17.进一步地，还包括能将检测结果进行输出的打印机
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型能够同时对氧舱压缩空气颗粒物、压缩空气含水量及压缩空气温度、压力一体化测量与显示，且具有打印功能，还能够对压缩空气碳氢化合物检测，测量精度高，操作简单，而且大幅降低使用成本。
附图说明
19.图1为本实用新型的气路系统的结构示意图。
20.图2为本实用新型含水量传感器部装的结构示意图。
21.图3为本实用新型前部面板的结构示意图。
具体实施方式
22.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
23.请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种氧舱压缩空气质量检测仪，采用先进传感器，专用于医用氧舱压缩空气质量检测，能够检测压缩空气中碳氢化合物、含水量、颗粒物及压缩空气温度、压力等，全汉化操作，具有精度高、操作简单、外形美观等优点。
24.包括气路控制系统，所述气路控制系统由带压力调节手柄11的减压器1、电子压力传感器2、三通3、第一流量计4、第二流量计5、气路转换阀6、颗粒物传感器部装7、碳氢化合物传感器部装8及含水量传感器部装9组成，所述减压器1通过三通3分别与第一流量计4和第二流量计5相连接，减压器1通过压力表接口接入电子压力传感器2。
25.第一流量计4流量为0-2.83l/min、针对颗粒物的单刻度流量计，第二流量计5流量为2.5-4l/min针对含水量与碳氢化合物的双刻度流量计。
26.所述含水量传感器部装9包括气室91，气室91的一端开放，另一端通过气管92开口于气嘴93。
27.所述颗粒物传感器部装7的测试通道为六通道，分别为0.3um、0.5um、1.0um、2.5um、5.0um和10.0um，其测量显示单位为：颗/l，显示模式为浓度差分。
28.所述碳氢化合物传感器部装8直接插接于仪器背部面板上。
29.还包括前部面板100，前部面板100中部为主液晶显示屏10，主液晶显示屏10下方为多个触摸按钮10-1，液晶显示屏10的左边为第一流量计4和第二流量计5自带的第一流量显示屏4-1和第二流量显示屏5-1，液晶显示屏10的右边颗粒物传感器部装7的通道切换按钮7-1和压力调节手柄11。
30.还包括能将检测结果进行输出的打印机。
31.基本要求：
32.1.输入压力不得超过1.0mpa，过高的压力有可能导致检测装置破裂或分离，并建议在测量时戴上护目镜；2.在进行碳氢化合物检测时，只有在测量完成之后方可撕掉传感器保护膜；3.传感器为一次性使用，基于安全原因，不适于多次使用或清洁后再次使用，请勿将水或者其它液体进入钽碳氢化合物传感器，碳氢化合物传感器用完后不可随意丢弃；4.碳氢化合物传感器只能检测压缩空气中的油雾，油蒸汽无法显示，油雾在高温下会蒸发，因此在测量时必须保证压缩空气温度范围为10℃～30℃，相对湿度小于60%；5检测介质的采样位置必须选在主管路空气过滤器输出端且靠近过滤器的位置，不可直接检测舱内压缩空气；6在压缩空气系统压力稳定的情况下测试；7仪器电源输入端的地线必须可靠接地，以免产生静电干扰；8仪器采样管4长度一般不超过1.5米，采样管建议采用防静电软管。
33.技术参数
34.1.检测介质：氧舱压缩空气颗粒物、含水量、碳氢化合物；
35.2.测量范围：
36.颗粒物：0.1um《d≤5.0um；
37.含水量：0～3000mg/nm3(有效量程)；
38.碳氢化合物：0.1mg/m3~1.0mg/m3；
39.温度：0℃～50℃；
40.3.检测精度：
41.颗粒物：≤
±
30%；
42.含水量：≤
±
10%fs；
43.碳氢化合物：检测极限：0.05mg/m3油雾；
44.温度：≤
±
0.3℃；
45.4.重复性：
46.颗粒物：≤10%；
47.含水量：t
63
≤5%；
48.温度：t
63
≤0.2%；
49.5.工作环境：
50.环境温度：0℃～40℃；环境相对湿度：0 ～99%；
51.6.流量：
52.颗粒物：2.83l/min
±
5%；
53.含水量：2.5l/min
±
10%；
54.碳氢化合物：4l/min
±ꢀ
5%；
55.7.压力：气源输入压力：0.5～1.0mpa；减压器输出压力：300kpa
±ꢀ
20kpa；
56.8.测量时间：
57.碳氢化合物：5min;颗粒物、含水量：＞15min；
58.9.工作电压：100v ～ 240v；
59.本实施例的氧舱压缩空气质量检测仪可以检测压缩空气中颗粒物及含水量，按照tsg24-2015《氧舱安全技术监察规程》规定的颗粒物要求及氧舱压缩空气系统颗粒物粒径分布特点，有效优化通道设置，以小粒径通道为主，分别设置为：0.3um、0.5um、1.0um、2.5um、5.0um 10.0um，选择颗粒物计数器传感器，以提高测量精度。
60.压力选择：根据氧舱的实际工作情况，压缩空气压力范围确定为0.8-1.0mp，考虑到对流量稳定度的要求、玻璃转子流量计的安全压力要求及颗粒物测量通道和含水量测量通道及碳氢化合物测量要求，减压器输出压力为：300kpa，因此需增加1.0mpa减压器，减压器将压力为0.8-1.0mpa压缩空气减压至300kpa供测量。
61.流量选择：颗粒物传感器对流量要求为2.83l/min
±
5%，含水量传感器考虑到相应时间及气室结构等因素，流量确定为2.5l/min
±
10%，碳氢化合物对流量要求为4l/min，流量计为面板式玻璃转子流量计，颗粒物传感器单独使用一个单刻度2.83l/min专用流量计，含水量传感器及碳氢化合物传感器共用一个双刻度专用流量计，两个刻度分别为：2.5l/min及4l/min。
62.气路及气动元件的选择：考虑到操作的方便性，接头应采用快换接头和pu管快速插接头，减压器最高工作压力：1.0mpa，经减压器输出的300kpa的压缩空气通过三通接头分成两路与流量计连接，流量计输出分别接颗粒物传感器流量计和气路转换阀，气路转换阀输出两路分别与含水量传感器及碳氢化合物传感器相连接，减压器的压力表接头与电子压力传感器相连，原理图如图1所示。
63.气路系统及操作方法如下：首先将检测仪快速接头与采样管相连接，打开减压阀将压力调节为300kpa。待压力稳定时反复调节颗粒物流量计，调至流量为：2.83l/min
ꢀ±ꢀ
5%；含水量流量计流量为：2.5l/min
ꢀ±ꢀ
10%，直至流量计稳定为止通气10min，即可测得颗粒物和含水量。
64.传感器选择通讯方式为uart通讯，主芯片stm32f103rct6，32位128k，工作电源3.3v，输入电源5v，主液晶显示屏为3.5英寸并口真彩屏。
65.其功能如下：对氧舱压缩空气颗粒物进行测量、显示，测量模式为浓度差分；对氧舱压缩空气的温度进行测量与显示；对氧舱压缩空气含水量进行测量与显示；对采集数据进行手动打印操作；具有开机预热时间设定功能，最大59分59秒，最小00秒；具有时钟显示功能。
66.针对后台的操作流程，包括：温湿度校准设置流程和颗粒物校准操作流程。
67.如图3所示，机箱采用便携式机箱，外形尺寸：280*120*240mm。先按“取消”键，进入
预热时间、时钟界面；按“确认”键选择调整位，按
“▲”
或
“▼”
键调修正应位的数值，修正完毕选择“设置完成”菜单，按“确认”键进入预热时间界面；倒计时结束后进入显示测量界面；测量结束如需打印测量结果，则长按“打印”键2秒以上，进入打印界面，打印进度条表示当前的打印进度。
68.关于显示数据说明，颗粒物显示的单位为：颗/l，按照gb/t13277.1-2008规定，0.3um粒径通道的数值为：0.3um本身与小于0.5um之间的总数；0.5um粒径通道的数值为：0.5um本身与小于1.0um之间的总和；1.0um粒径通道的数值为：1.0um本身与小于2.0um之间的总和；2.5um粒径通道的数值为：2.5um本身与小于5.0um之间的总和；5.0um粒径通道的数值为：5.0um本身与小于10.0um之间的总和；10.0um粒径通道的数值为：大于10.0um以上的颗粒物总和。
69.本实施例的氧舱压缩空气质量检测仪可以检测常见的压缩空气中的各类油的含量，包括：全部合成油、寿力油、石蜡油、冷却润滑油、煤油等，具有操作简单、容易读取、与油的种类或粘性无关、测量结果不依赖于油的等级等优点。传感器采用化学分析法，其原理如下：将含有油雾的压缩空气经气路系统减压、稳流并通过微型孔导入碳氢化合物传感器，经惯性分离在刻花玻璃传感平台上形成一定形状油雾，从而确定相应的碳氢化合物浓度值。
70.碳氢化合物传感器压缩空气采集时间为5分钟，流量4l/min，采集压缩空气总体积为20l，输入压力：300kpa
±
20kpa。
71.为满足输入压力及流量要求，减压器将压力为0.8-1.0mpa压缩空气减压至300kpa
±
20kpa，在减压器输出端加流量调节器以调节流量至4l/min。具体操作如下：1调节减压器手柄使压力表显示300kpaa
±
20kpa；2将随机配备的计时器设置为倒计时5分钟状态；3将碳氢化合物传感器用力插入仪器背部的适配器，按下计时器“开始/停止”键启动5分钟倒计时；5分钟计时结束后，关闭流量计，将碳氢化合物传感器从适配器中移走，然后撕掉碳氢化合物传感器的保护膜，读取碳氢化合物浓度值。
72.本实用新型是完全按照tsg24-2015《氧舱安全技术监察规程》及相关标准要求，采用高精度进口颗粒物计数器，是一款真正意义上的氧舱压缩空气质量测试装置，能够直接测量氧舱压缩空气颗粒物浓度，根据氧舱压缩空气已被净化的特点，其颗粒物粒径主要分布在0.3um-1.0um之间，因此在传感器选型上充分考虑颗粒物粒径分布特点，选择传感器测试通道为0.3um、0.5um、1.0um、2.5um、5.0um、10.0um，进一步提高测量精度。
73.本实用新型依托的法规和标准如下：tsg24
‑‑
2015《氧舱安全技术监察规程》
74.表1压力介质质量要求项目碳氢化合物mg/水mg/颗粒物气味质量指标≤0.1≤5752级无
75.gb/t13277.1《压缩空气第一部分：污染物净化等级》7.1
76.表2固体颗粒等级
[0077][0078]
gb50751-2012《医用气体工程技术规范》
[0079]
医用空气，在医疗卫生机构中用于医疗用途的空气，包括医疗空气、器械空气、医用合成空气、牙科空气等。
[0080]
医疗空气，经压缩、净化、限定了污染物浓度的空气，由医用管道系统供应作用于病人。
[0081]
表3部分医用空气的品质要求
[0082][0083]
医用空气加压氧舱的医用空气品质应符合本规范表3有关医疗空气的规定。
[0084]
1、本仪器是目前唯一一款按氧舱相关规程及标准开发，专用于氧舱压缩空气质量测试；
[0085]
2、颗粒物测量和显示模式符合氧规要求，为浓度差分显示；
[0086]
3、根据氧舱压缩空气颗粒物粒径分布特点及氧规的具体要求，优化颗粒物通道，增加小粒径颗粒物有效通道数量，采样高精度进口颗粒物传感器，通道设置为0.3um、0.5um、1.0um、2.5um、5.0um、10um六通道；
[0087]
4、增加压缩空气温度测量，确保油含量在测量时满足测试条件，保证测量精度；
[0088]
5、压缩空气直接采样，最大限度减少采样误差，操作方便；
[0089]
6、除碳氢化合物传感器外，仪器没有消耗品，降低使用成本；
[0090]
7、目前碳氢化合物及含水量检测均为进口产品，本实用新型可取代进口产品，节省大量外汇。
[0091]
以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。