氧气计时计量计费装置制造方法【技术领域】[0001]本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种氧气计时计量计费装置。[0002]输氧是一种常用医疗手段，目前医生给病人输氧时使用湿化瓶，通过湿化瓶将干燥的氧气湿化，湿化后的氧气通过输氧管直接插接病人鼻口使用或用一只吸氧面罩供病人从口中吸入。一般在使用时，没有专门的吸氧计时计量装置，而是通过医务人员人工记录大致吸氧时间，并通过时间乘以单价计算输氧费，此种方法不仅无法准确计时，而且无法精确计量，往往引起收费争议，同时输氧过程的人工监控也大大增加了医务人员的工作负担。[0003]目前，针对上述问题，医务人员利用现有技术中的计时器，将其直接安装在输氧装置上，当开启输氧装置时，同时按下计时器，并在关闭输氧装置时，再次按下计时器，通过输氧装置开闭的时刻计算输氧时间，进而计算输氧费。虽然解决了人工监控时间不便的问题，但用氧量仍然是一个模糊的数据，且所述计时器与输氧装置是单独存在的装置，即使在输氧过程中关闭计时器，之后再次开启，医护人员仍难以统计准确的氧气使用时间。[0004]实用新型专利CN202538105U公开了一种计时氧气流量计，其包括流量计本体、阀门控制杆和通气管，所述阀门控制杆上沿轴向设置有凹槽，阀门控制杆的自由端以可绕阀门控制杆轴线转动的方式设置计时器，计时器上设置有沿阀门控制杆轴向延伸至凹槽正上方的连接杆，连接杆的自由端固定设置有延伸至凹槽内的滑动突点。利用杠杆原理，当开启阀门控制杆上的旋钮时 ，连接计时器的连接杆上的突点滑出凹槽，输氧和计时同时开始，一旦将旋钮关闭，输氧和计时同时关闭。该实用新型专利不仅设置了氧气流量计和计时装置测量氧气流量和用氧时间，使得病患更清楚明了输氧装置的使用情况，而且机械触发形式的计时装置结构与输氧开启、关闭时间同步，解决了上述医护人员难以准确统计氧气使用时间的问题。[0005]但是，这种同步开启、关闭输氧和计时的机械结构从长期使用的角度来说，因多次机械摩擦，使得各结构发生磨损变化，无法快速、灵活、准确的使用，可能引起所述计时氧气流量计慢动作或误动作甚至不动作，使得其使用寿命减小；且上述流量计一般为浮球式气体流量计，测量数值不准确有较大的误差；此外，医务人员需要人工抄写所述计时氧气流量计所测得的氧气流量和用氧时间数据，继而人工换算成用氧费用并输入医疗系统统计病人的医疗费用，并且在使用中病人无法根据需要情况调节氧气用量。
[0006]本发明针对现有技术存在的不足，提供一种氧气计时计量计费装置，使其能够准确、及时地检测供氧量和供氧时间，有利于节约医疗资源。
[0007]本发明的技术方案是提供一种氧气计时计量计费装置，用于由湿化瓶、气阀旋钮、手动流量调节开关、氧气输入端和氧气输出端组成的输氧装置，其特征是，包括气体压力传感器、调温装置、控制装置、显示装置、通信装置和报警装置；所述气体压力传感器和所述调温装置均位于所述输氧装置的所述氧气输入端和所述氧气输出端之间；所述气体压力传感器将采集到的压力信号和所述调温装置将采集到的实际输氧温度信号均传输到所述控制装置，所述控制装置有两路输出，一路输出输氧时间、氧气流量和用氧费用至所述显示装置，另一路输出氧气流量至所述报警装置，所述显示装置将输氧时间、氧气流量和用氧费用以及所述报警装置将报警信号均传输给所述通信装置。
[0008]该氧气计时计量计费装置，主要利用气体压力传感器测量当气阀旋钮打开且手动流量调节开关调节时的氧气输入端的氧气压力，气体压力传感器将采集的压力信号输入控制装置，并且利用调温装置调节输氧温度并将温度值亦输送至控制装置，所述控制装置计时、将氧气压力信号和温度信号换算成氧气流量以及计算出用氧费用，并将所述数据分别输送至显示装置，供病人明了使用输氧装置的具体情况以避免医疗费用纠纷和通信装置以实现数据上传至主系统，省去医务人员人工繁琐的统计数据工作；报警装置的使用是为了避免氧气含量过量使用造成病人过氧吸入而引起身体危害以及氧气含量一直少量持续流出而造成医疗资源浪费的两种情况；并且将报警装置的输出信号传输至通信装置，可远程实时监控输氧装置的工作状态。
[0009]所述调温装置包括温度检测装置、温度控制器、数字显示屏、电源接口和启停按钮；所述温度控制器包括控制电路和加热部件。本发明利用调温装置不仅调节输出氧气温度而且确保氧气用量和用氧费用计算准确。人体适宜输氧温度一般在20°C -40°C,利用调温装置自动检测并调整低于适宜输氧温度的氧气温度值，使得人体吸氧顺畅、舒适；同时，将不同温度条件下的输氧装置使用控制在输氧温度处于统一且合适的输氧温度范围内，相较于不同输氧温度下的输氧装置使用，经过氧气流量计算芯片所获得的氧气流量以及输氧费用的计算标准统一、准确、公平。
[0010]所述控制装置由信号放大电路、模数转换电路、单片机电路、计费电路、电源电路组成。
[0011]所述气体压力传感器为由弹性金属元件和电阻应变片构成的电阻应变式传感器，所述弹性元件受压力变化后形变，触发所述单片机电路的计时功能。
[0012]所述气体压力传感器采集气体压力信号，依次经所述放大电路、所述模数转换电路输入所述单片机电路。
[0013]所述气体压力传感器不仅可通过感知压力变化而发生形变的弹性金属元件触发单片机电路的带时钟电路的引脚进行输氧计时，而且可将电阻片变化的阻值，也就是变化的压力值，经信号放大电路和模数转换电路，转换成数字量输入单片机电路输出氧气流量。由此可知，输氧装置一经使用，计时功能和输氧压力的测量同时开启，可实时准确测量输氧时间和氧气流量；所述气体压力传感器的结构特点相较于机械结构触发计时功能更灵敏、稳定、可靠。
[0014]所述计费电路将输入的氧气流量和输氧时间计算输出用氧费用。
[0015]所述显示装置为IXD显示电路和显示信号发射器。
[0016]所述通信装置包括接收单元、存储单元和发射单元。
[0017]所述报警装置包括比较电路、报警信号发射器和蜂鸣器。
[0018]所述报警装置通过所述比较电路检测氧气流量，当实际氧气流量高于最大氧气流量，所述蜂鸣器发声报警，人工调节手动流量调节开关恢复正常输氧状态；当实际氧气流量低于最小氧气流量时，所述蜂鸣器发声报警，人工关紧气阀旋钮以防输氧装置误开启。
[0019]本发明具有以下有益效果:
1、使用方便。病人可根据需氧情况开、闭或手动调节输氧装置，并能从显示装置中清楚输氧装置的使用情况，避免不必要的医疗纠纷；而医务人员只需通过通信装置上传至主系统的信息即可明了各个病人输氧装置的使用情况，大大节省了人力资源。
[0020]2、数据实时性高而准确。输氧装置的使用同步启动了计时和氧气压力检测功能，并通过调温装置保证输氧温度适宜，因此所述氧气计时计费计量装置及时、有效、准确地反馈了输氧装置使用情况。
[0021]3、安全可靠。报警装置实时监测氧气流量过多过少的情况并及时报警，提醒病人调小氧气用量或关闭气阀旋钮；而医务人员根据主系统的报警信号，实时监控输氧装置的使用情况，并采取相应措施以避免医疗事故或医疗资源浪费。



[0022]下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中:
图1是现有技术的输氧装置的结构图；
图2是装有本发明氧气计时计量计费装置的输氧装置的结构图；
图3是本发明氧气计时计量计费装置的电路框图； 图4是本发明氧气计时计量计费装置用于医疗主控系统的系统框图。
[0023]图中，1-气体流量计；2-气阀；3_湿化瓶；4_气阀旋钮；5_手动流量调节开关；6-氧气输出端；7_氧气输入端；8_气体压力传感器；9_控制装置；10-显示装置；11_通信装置；12_报警装置；13_调温装置。

[0024]下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明:
图1所示为现有技术中的输氧装置，该输氧装置主要由气体流量计1、气阀2和装有纯水的湿化瓶3组成，转动气阀旋钮打开氧气终端，使得氧气依次通过氧气输入端、气体流量计、湿化瓶和氧气输出端，并通过软管输送到病人处使用；反向转动气阀关闭氧气终端。
[0025]该输氧装置虽然带有可测得氧气流量的气体计量计，但由于气体流量计精度有限，所测数据有较大误差，并且该输氧装置没有加装输氧计时装置。因此，本发明在此基础上，在配气管路与湿化瓶之间安装氧气计时计量计费装置，使得输氧装置的利用更方便、数据实时性高而准确且安全可靠。
[0026]图2所示为装有本发明氧气计时计量计费装置的输氧装置的结构图。该输氧装置包括湿化瓶3、气阀旋钮4、手动流量调节开关5、氧气输入端6和氧气输出端7，氧气计时计量计费装置安装在手动流量调节开关5和湿化瓶3之间。当打开气阀旋钮4时，氧气终端的氧气依次从氧气输入端6、气阀旋钮4、手动流量调节开关5、气体压力传感器8、调温装置
13、湿化瓶3和氧气输出端7流入输氧管供病人使用。另外，病人还可根据自身需氧情况，人工调节手动流量调节开关5。
[0027]所述气体压力传感器8采集氧气压力信号和所述调温装置采集实际输氧温度信号均发送给控制装置9，实现输氧时间计时、氧气流量和输氧费用计算，所述控制装置9将所测数据发送给显示装置显示数据给病人，以确保输氧装置消费使用的透明度；同时，所述控制装置9将氧气流量信息输送给报警装置12，判断输氧装置是否正确使用。
[0028]图3所示为本发明氧气计时计量计费装置的电路框图。图中气体压力传感器8和调温装置输送采集信号至控制装置9，所述控制装置9由运算放大电路、模数转换电路、电源电路、单片机电路和计费电路组成。所述气体压力传感器8采集的氧气压力信号很小，需经过信号放大电路放大信号后至A/D转换电路，一般气体压力传感器输出的有效信号为差模信号，则优选差模放大电路作为信号放大电路。测量量经A/D转换电路后输出数字量输入单片机电路，所述单片机电路采用计算气体流量的单片机芯片，可将采集到的气体压力信号和实际输氧温度信号换算成气体流量信号输出至计费电路、显示装置10和报警装置12。
[0029]所述计费电路根据医院计费准则，可设计多种方案。优选方案之一，当手动流量调节旋钮不使用时，则氧气量确定，根据输氧时间乘以单位时间用氧费用计算实际输氧费用；优选方案之一，当仅考虑氧气流量时，根据氧气流量乘以单位流量的用氧费用计算实际输氧费用；优选方案之一，当同时考虑氧气流量和输氧时间时，根据两者关系建立数学模型计算实际输氧费用。
[0030]所述显示装置10和所述报警装置12均与所述通信装置11以通信方式连接，所述显示装置10通过显示信号发射器将输氧时间、氧气流量和输氧费用的实时数据传输至所述通信装置11，所述报警装置通过报警信号发射器将报警信号发射至通信装置11;所述通信装置11内的接收单元接收实时数据和报警信号并由存储单元存储，继而通过发射单元发送至医疗主系统(如图4)。
[0031]气体压力传感器是本发明的关键部件之一，优先选择在富氧潮湿环境中能长期正常工作、灵敏度高以及可靠性高的气体压力传感器，优选为电阻应变式传感器。所述气体压力传感器8由金属弹性元件和电阻应变片构成(图中未示出)，当金属弹性元件应压力变化而发生应变，黏贴在金属弹性元件表面的电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化，也就是说电阻的变化值相当于气体压力变化值。本发明利用所述气体压力传感器8采集氧气压力信号，并以阻值信号的形式放大、转换成数字量输入单片机电路；同时所述气体压力传感器8内部机械结构触发单片机电路中的计时功能，当金属弹性元件受压力发生形变，与连接在金属弹性元件外的导线接触，而所述导线连接单片机电路的时钟电路引脚，则所述金属弹性元件形变使得所述时钟电路工作。本发明利用所述气体压力传感器同时实现实时氧气压力测量和输氧时间计时，且所述气体压力传感器测量灵敏度高，使得氧气使用数据准确、及时、实时性高，减小医疗纠纷。
[0032]另外，在氧气输入端7和氧气输出端6之间装有调温装置13。所述调温装置13包括温度检测装置、温度控制器、数字显示屏、电源接口和启停按钮；所述温度控制器包括控制电路和加热部件(图未示出)。所述调温装置13是一个自动调温装置，温度检测装置检测室温并输入温度控制器，当设定的适宜吸氧温度比实际检测温度大于5°C时，温度控制器中的控制电路输出加热指令，加热部件对输出氧气加热，直至实际检测温度与设定的适宜吸氧温度的差值不大于5°C时，加热部件停止对输出氧气加热。其中，所述数字显示屏用于显示输氧温度；所述电源接口连接所述控制装置中的电源电路；所述温度控制器中的控制电路可由简单的单片机芯片或比较电路构成，加热部件可以为电热丝或其他导热性不高的发热材料。因此，装有所述调温装置13的好处之一是调整输出氧气温度，以使处于恒温的病人即使在气温较低时期也能吸入舒适的氧气，避免低温氧气刺激呼吸道和心肺，导致人体抵抗力下降，更甚者使病人病情加重的问题。
[0033]装有所述调温装置13的另一好处是确保检测数据的精准性。所述调温装置13装设在所述气体压力传感器8之前(如图2)或之后(图未示出)都可以。首先开启启/停按钮启动所述调温装置13，当氧气的实际检测温度低于设定的适宜吸氧温度5°C时，加热部件加热直至两者差值小于5°C，此时所述调温装置13输出停止加热后的温度，即实际输氧温度；当氧气的实际检测温度不低于设定的适宜吸氧温度5°C时，所述调温装置13输出氧气的实际测量温度，即实际输氧温度。接着，所述调温装置13输出实际输氧温度信号至所述控制装置中的单片机电路，单片机电路根据芯片内部计算电路将输入的实际输氧温度和氧气压力换算出氧气流量。最后，当不再需要对输氧温度调温处理时，再次按启/停按钮关闭所述调温装置。因此，即使气温较低的时期，尤其冬季，输氧装置使用所计算的用氧流量和用氧费用都同任何时期相同，计量标准一致，数据准确可靠。
[0034]使用时，打开气阀旋钮4，输氧装置开始工作。期间，病人可根据自己所需用氧时间、用氧量，关闭气阀旋钮4或调节手动流量调节开关5。当发生突然停电或断电故障时，所述单片机电路的工作由蓄电池供电，因所述外接在单片机电路外的电源电路由外接电源、切换电路和蓄电池组成，切换电路一旦检测到外接电源小于OV时，单片机电路转接到蓄电池后继续工作；在断电期间，所述单片机的内存储器存储实时数据；当恢复再次供电时，该氧气计时计量计费装置继续工作；而当新的病人开启使用氧气输送装置时，单片机中的重置功能开启，清除之前测量数据。因此，在集成上述控制装置9时，单片机的重置键封装在装置外。
[0035]为了监测输氧装置是否正常使用，设置了报警装置12。所述报警装置包括比较电路和蜂鸣器。比较电路比较实时氧气流量，需要考虑超过最大氧气流量和低于最小氧气流量的两种情况，因此需要设置两个比较器，而所述最大氧气流量和最小氧气流量为医疗中经验数值；当实际氧气流量高于最大氧气流量，蜂鸣器发生报警，此时用氧量超出病人正常吸氧标准，则需要人工调节手动流量调节开关恢复正常输氧状态，以避免过氧呼吸危害身体；当实际氧气流量低于最小氧气流量时，蜂鸣器发声报警，且报警时间持续一段时间，此时输氧装置误打开或使用完毕后未完全关闭，则需要人工关紧气阀旋钮以避免医疗资源浪费。
[0036]图4所示为本发明氧气计时计量计费装置用于医疗主控系统的系统框图。根据上述过程，利用所述氧气计时计量计费装置检测各个病人输氧装置的使用情况，并且传输实时数据至通讯装置。多个氧气计时计量计费装置的通讯装置作为每个输氧装置的使用端向医疗主系统这个终端发射每个输氧装置的输氧使用信息。医护人员不需人工统计输氧时间和氧气用量和计算输氧费用，仅需根据上传的信息直观、快速获知病人用氧情况；同时，可实时监测各个输氧装置使用情况是否正常，根据报警信息，及时作出不就措施。
[0037]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。