便攜式變壓吸附制氧機(jī)的研究.pdf

1、氧氣是人體不可或缺的生命元素，然而在某些特殊情況下會(huì)導(dǎo)致人體缺氧而威脅健康，因此，能夠連續(xù)工作的便攜式制供氧裝置就成為補(bǔ)氧人群的迫切需求。變壓吸附制氧方法由于其能耗低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在中小型制氧設(shè)備中。目前國(guó)內(nèi)便攜式變壓吸附制氧裝置往往體積重量較大，供氧方式單一，不能滿足不同缺氧人群的用氧需求。因此，開(kāi)展便攜式變壓吸附制氧機(jī)的研究對(duì)于提升我國(guó)微型制氧領(lǐng)域的技術(shù)水平、滿足缺氧人群的補(bǔ)氧要求具有重要意義。
　　本文根據(jù)變壓吸

2、附制氧原理，建立了制氧系統(tǒng)的工藝流程，以空氣為原料，實(shí)現(xiàn)了氧氣的現(xiàn)場(chǎng)制備。以C8051F310單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了制氧機(jī)制供氧控制系統(tǒng)，包括氧氣制備系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、脈沖呼吸供氧系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)等，提高了制氧機(jī)的連續(xù)工作能力及穩(wěn)定性，特別是脈沖供氧系統(tǒng)，可根據(jù)人體呼吸過(guò)程中流量和壓力變化的特點(diǎn)，通過(guò)微動(dòng)差壓開(kāi)關(guān)檢測(cè)人體呼吸壓力的變化，由單片機(jī)控制電磁閥的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)了便攜式制氧機(jī)的脈沖供氧，降低了能耗

3、，節(jié)約了用氧量，提高了制氧效率?；赟olidWorks軟件對(duì)制氧機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)，優(yōu)化了制氧機(jī)內(nèi)部空間，減少了制氧機(jī)的體積，提高了制氧機(jī)的便攜性。應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)制氧系統(tǒng)中的吸附塔、空壓機(jī)及支架等主要單元進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析和優(yōu)化，并對(duì)印制電路板進(jìn)行了模態(tài)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能分析，減輕了制氧機(jī)的重量，降低了印制電路板共振破壞的可能性，保證了制氧機(jī)的使用可靠性。根據(jù)制氧工藝流程、控制系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制出便攜式制氧機(jī)

4、，主要由進(jìn)氣單元、空氣壓縮機(jī)單元、吸附塔一體化單元、供氧單元和控制系統(tǒng)構(gòu)成，該制氧機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：產(chǎn)量流量為1.0—3.0L/min可調(diào)，產(chǎn)氧濃度為50.0—93.0％可調(diào)，重量為4.5kg，外形尺寸為155×225×239mm，電源為交流220V或直流12—16V，功率為60W。
　　基于變壓吸附原理研制的便攜式制氧機(jī)重量輕，體積小，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便攜性強(qiáng)，具有連續(xù)和脈沖供氧功能，可用于醫(yī)療救護(hù)、氧療保健、高原補(bǔ)氧及車載供氧