CN106908619A - 一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，包括：检测涡轮转速、流速与压力数据，生成多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线；对多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式。本发明的涡轮转速计算方法有效地改进了现有技术中计算涡轮数据不准确的问题，提高了涡轮检测准确程度，通过在麻醉机上的实际通气使用，涡轮控制效果准确可靠，达到了很好的效果。

Description

一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法

技术领域

本发明涉及涡轮检测方法，特别涉及一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法。

背景技术

涡轮麻醉机是以涡轮为驱动气源的一种麻醉机类型，涡轮通电后以一定的旋转速度产生气流，其转速决定了气流流速，确定涡轮转速与产生流量之间的关系十分重要，它决定了涡轮麻醉机的控制性能和潮气量精度等监测参数指标的准确程度。

当前，计算涡轮转速的方法主要是由给定电压、转速和流速的部分测试数据，粗略找出转速与流速之间的关系，再进行计算，这种方式仅能提供粗略的估算，测试不准确，偏差较大，不能充分反映涡轮转速与流速之间的关系特性，因此需要进行技术上的改进。

发明内容

本发明的目的在于现有的涡轮测速方法计算结果不准确，偏差较大的缺陷，从而提供能提高涡轮转速检测准确程度的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，包括：

步骤1)、检测涡轮转速、流速与压力数据，生成多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线；

步骤2)、对步骤1)所得到的多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；其中，所述涡轮转速的计算公式的表达式为：

N＝a0+a1×P+a2×Q+a3×P×P+a4×P×Q+a5×Q×Q；

其中，N为涡轮转速，P为气道压力，Q为流速；a0、a1、a2、a3、a4、a5为二元二次方程的各项系数。

上述技术方案中，还包括：

步骤3)、对步骤2)得到的涡轮转速的计算公式进行验证。

上述技术方案中，所述步骤1)进一步包括：

步骤1-1)、调节涡轮电压值使涡轮转速稳定在80～120转/秒；然后首先将节流阀开度调到最大，记录当前的涡轮出口压力值、流量值和转速值，接着逐步调节节流阀的开度逐步减小，并记录涡轮转速以及监测到的气道压力值和流量值，从而得到一组关于涡轮转速、气道压力值和流速之间关系的标校数据曲线；

步骤1-2)、提高涡轮转速，使其分别稳定在180～220转/秒、280～320转/秒、380～420转/秒、480～520转/秒、580～620转/秒的范围内，在每一个转速情况下，按照步骤1-1)调节节流阀，并且记录气道压力值和流量值，分别检测出在不同涡轮转速下的涡轮输出流速、涡轮转速和气道压力值之间关系的标校曲线。

上述技术方案中，所述涡轮转速分别稳定在100转/秒、200转/秒、300转/秒、400转/秒、500转/秒、600转/秒。

上述技术方案中，所述步骤2)进一步包括：

步骤2-1)、根据数据的变化规律，采取二元二次方程对多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；

步骤2-2)、利用多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据，计算二元二次方程的各项系数，从而得到确定的涡轮转速计算公式。

上述技术方案中，采用Matlab软件结合所述多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据计算出二元二次方程的各项系数。

上述技术方案中，所述步骤3)具体包括：

将流速与气道压力值的数据代入公式中进行计算，计算所得到的转速值与实测值进行比较，验证公式计算的准确程度，如果数据误差均在一定范围以内，则证明该涡轮转速计算公式能够满足涡轮的控制精度要求。

本发明的优点在于：

本发明的涡轮转速计算方法有效地改进了现有技术中计算涡轮数据不准确的问题，提高了涡轮检测准确程度，通过在麻醉机上的实际通气使用，涡轮控制效果准确可靠，达到了很好的效果。

附图说明

图1是涡轮进行校验测试的原理图；

图2是本发明的涡轮转速计算方法的流程图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是涡轮进行校验测试的原理图。当涡轮通以一定的电压，涡轮以相应的转速旋转，在涡轮出口处将会有持续的气流输出。在涡轮出口处加一个压力表，用来监测涡轮出口的压力。气体流向是通过流量计和节流阀流出到大气。流量计可以监测涡轮输出气流的大小，以升/分钟(L/min)为单位。节流阀可以控制气流输出的大小，当调节节流阀，随着其关闭程度，会阻止气流从涡轮中输出，其关闭程度越大，气流会输出越小，同时在涡轮出口处的压力也会相应增大。在校验过程中，首先给定涡轮电压，使其稳定达到一个转速值，此时逐步调节节流阀的开度，通过读取压力表和流量计的读数来记录在当前转速下的涡轮出口压力和流速，形成了一组涡轮转速、涡轮出口压力和流速的关系数据。然后再增大涡轮转速，稳定后，再次逐步调节节流阀的开度，记录在新的转速情况下，涡轮的出口压力与流速的关系数据。如此重复进行以上步骤，则能够得到涡轮转速从低到高，节流阀开度从小到大的多组数据。将这些组数据形成一条涡轮转速、涡轮出口压力与流速的关系曲线。

参考图2，本发明的涡轮转速计算方法包括：

步骤1)、检测涡轮转速、流速与压力数据，生成多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线。

该步骤进一步包括：

步骤1-1)、通过调节涡轮电压值使涡轮转速稳定在100r/s(转/秒)，其范围可以是正负20r/s，(即80～120r/s)将节流阀开度调到最大，记录当前的涡轮出口压力值、流量值和转速值；然后逐步调节节流阀的开度逐步减小，并记录涡轮转速以及监测到的气道压力值和流量值，得到一组关于涡轮转速、气道压力值和流速之间关系的标校数据曲线；

步骤1-2)、依次提高涡轮转速，使其分别稳定在200r/s、300r/s、400r/s、500r/s，600r/s的转速，涡轮的调速范围是从100r/s到600r/s，每个转速的误差范围可以是正负20r/s。在每一个转速情况下，按照步骤1-1调节节流阀，并且记录气道压力值和流量值，分别检测出在不同涡轮转速下的涡轮输出流速、涡轮转速和气道压力值之间关系的标校曲线。

步骤2)、对步骤1)所得到的多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；所得到的公式可以根据不同的流速和压力值实时计算出涡轮的转速值。

该步骤进一步包括：

步骤2-1)、根据数据的变化规律，采取二元二次方程对多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；所述计算公式的表达式为：

N＝a0+a1×P+a2×Q+a3×P×P+a4×P×Q+a5×Q×Q；；

其中，N为涡轮转速，P为气道压力，Q为流速；a0、a1、a2、a3、a4、a5为二元二次方程的各项系数；

步骤2-2)、利用多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据，计算二元二次方程的各项系数，从而得到确定的涡轮转速计算公式；

作为一种优选实现方式，可采用Matlab软件结合所述多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据计算出二元二次方程的各项系数。

在另一个实施例中，本发明的方法还包括：

步骤3)、对步骤2)得到的涡轮转速的计算公式进行验证。

该步骤具体包括：将流速与气道压力值的数据代入上面公式中进行计算，计算所得到的转速值与实测值进行比较，验证公式计算的准确程度。如果数据误差均在一个较小的范围以内(如5％)，则证明该涡轮转速计算公式能够满足涡轮的控制精度要求。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，包括：

步骤1)、检测涡轮转速、流速与压力数据，生成多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线；

步骤2)、对步骤1)所得到的多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；其中，所述涡轮转速的计算公式的表达式为：

N＝a0+a1×P+a2×Q+a3×P×P+a4×P×Q+a5×Q×Q；

其中，N为涡轮转速，P为气道压力，Q为流速；a0、a1、a2、a3、a4、a5为二元二次方程的各项系数。

2.根据权利要求1所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，还包括：

步骤3)、对步骤2)得到的涡轮转速的计算公式进行验证。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，所述步骤1)进一步包括：

步骤1-1)、调节涡轮电压值使涡轮转速稳定在80～120转/秒；然后首先将节流阀开度调到最大，记录当前的涡轮出口压力值、流量值和转速值，接着逐步调节节流阀的开度逐步减小，并记录涡轮转速以及监测到的气道压力值和流量值，从而得到一组关于涡轮转速、气道压力值和流速之间关系的标校数据曲线；

步骤1-2)、提高涡轮转速，使其分别稳定在180～220转/秒、280～320转/秒、380～420转/秒、480～520转/秒、580～620转/秒的范围内，在每一个转速情况下，按照步骤1-1)调节节流阀，并且记录气道压力值和流量值，分别检测出在不同涡轮转速下的涡轮输出流速、涡轮转速和气道压力值之间关系的标校曲线。

4.根据权利要求3所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，所述涡轮转速分别稳定在100转/秒、200转/秒、300转/秒、400转/秒、500转/秒、600转/秒。

5.根据权利要求1或2所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，所述步骤2)进一步包括：

步骤2-1)、根据数据的变化规律，采取二元二次方程对多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据进行整合，推导出涡轮转速的计算公式；

步骤2-2)、利用多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据，计算二元二次方程的各项系数，从而得到确定的涡轮转速计算公式。

6.根据权利要求5所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，采用Matlab软件结合所述多组涡轮转速、流速与气道压力值的关系曲线所包含的数据计算出二元二次方程的各项系数。

7.根据权利要求2所述的涡轮麻醉机的涡轮转速计算方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

将流速与气道压力值的数据代入公式中进行计算，计算所得到的转速值与实测值进行比较，验证公式计算的准确程度，如果数据误差均在一定范围以内，则证明该涡轮转速计算公式能够满足涡轮的控制精度要求。