可跟隨呼吸量的面具呼吸跟隨控制方法與流程

可跟隨呼的面呼吸跟隨方法流程1.本發(fā)明屬于毒面具送風(fēng)控制術(shù)領(lǐng)域，涉及一種跟隨呼吸量的面呼吸跟隨控制方法。背技：2.市場(chǎng)面具產(chǎn)主要以自吸過濾及送風(fēng)器送風(fēng)式面為主，鮮有具備吸跟隨能力的面具產(chǎn)，自吸過濾式面呼吸阻力過大，吸氣時(shí)，面罩端的力降低導(dǎo)致氣道的力不足，呼氣時(shí)面罩端壓力增大成呼吸困難，會(huì)使體出現(xiàn)呼吸困難，風(fēng)器送風(fēng)式面具于風(fēng)量固定，不實(shí)時(shí)跟隨作業(yè)人員吸過程，同時(shí)送風(fēng)過高及過低也會(huì)人體出現(xiàn)呼吸困和生理不適，難以得較好的面具舒適吸體驗(yàn)。現(xiàn)有具呼吸跟隨能力的風(fēng)式面具產(chǎn)品，呼跟隨能力不完善，能跟隨呼吸節(jié)奏不能跟隨人體呼量進(jìn)行調(diào)節(jié)，難以根本解決呼吸阻力大、呼吸不適等題，同時(shí)現(xiàn)有呼吸跟隨方法不能呼吸區(qū)間進(jìn)行預(yù)判斷，造成面具風(fēng)機(jī)在吸及吸氣區(qū)間切延遲，不便于實(shí)際用。為了解決上問題，急需設(shè)計(jì)種基于內(nèi)外壓力面具呼吸跟隨控制法。技實(shí)要素：3.本發(fā)明所要決的技術(shù)問題是供一種可跟隨呼吸的面具呼吸跟隨制方法,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通采集面具內(nèi)外氣壓差，對(duì)呼氣狀態(tài)吸氣狀態(tài)進(jìn)行提預(yù)判斷，通過面具外壓差及呼吸頻計(jì)算作業(yè)人員實(shí)地呼吸量，通過呼量計(jì)算實(shí)時(shí)的壓差制指令值，提前判斷面具對(duì)作業(yè)員的呼氣狀態(tài)及吸狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整面風(fēng)機(jī)送風(fēng)狀態(tài)，現(xiàn)呼吸頻率及呼量的跟隨，從根本解決面具呼吸阻力大、呼吸不適的題，獲得極佳的具舒適呼吸體驗(yàn)。4.為解決上述術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種可跟隨呼吸的面具呼吸跟隨控制法，它包括如下驟：5.步驟1，采壓力值，采集面內(nèi)氣體壓力與面外氣體壓力值；6.步驟2，計(jì)壓力差，計(jì)算面內(nèi)氣體壓力與面外氣體壓力的差值；7.步驟3，取均值，在每x個(gè)周期，取x個(gè)期內(nèi)的面具內(nèi)外差值p-，對(duì)面具內(nèi)外壓差進(jìn)累加，計(jì)算x個(gè)周期內(nèi)的具內(nèi)外壓差值的均值x為大于等于1的自然數(shù)；8.步驟4，設(shè)呼吸判斷值，以x個(gè)周期內(nèi)的具內(nèi)外壓差值的均值作為后一個(gè)周期的呼吸斷值d；9.步驟5，設(shè)觸發(fā)閾值，設(shè)置呼氣-吸氣觸發(fā)閾值a-，吸氣-呼觸發(fā)閾值b-，a-＝αd；b-βd，其中α、β為預(yù)判節(jié)系數(shù)；10.步驟6，狀判斷，到達(dá)呼氣-吸氣觸發(fā)閾a-前連續(xù)的y個(gè)數(shù)據(jù)單上升，到達(dá)呼氣-吸觸發(fā)閾值a-時(shí)，判斷進(jìn)入氣狀態(tài)；到達(dá)吸-呼氣觸發(fā)閾值b-前連續(xù)的y個(gè)測(cè)數(shù)據(jù)單調(diào)下降，達(dá)吸氣-呼氣觸發(fā)閾值b-時(shí)，則判進(jìn)入吸氣狀態(tài)；11.步驟7，計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算面內(nèi)外壓差p-與面罩氣體流量l、呼吸率f的對(duì)應(yīng)關(guān)系；12.步驟8，計(jì)呼吸量，計(jì)算基于差的呼氣區(qū)間呼量t；13.步驟9，計(jì)內(nèi)外參考?jí)翰頿-*，以當(dāng)前呼氣區(qū)呼吸量t作為當(dāng)前吸氣區(qū)的呼吸量，計(jì)算前吸氣區(qū)間的面罩內(nèi)外參考?jí)簆-*；14.步驟10，定壓差指令值，當(dāng)前吸氣區(qū)間的罩內(nèi)外參考?jí)翰頿-*作為后一吸氣時(shí)區(qū)間的壓差指令r，將該壓差指令值r發(fā)送至微制器，微控制器根據(jù)此差r來控制面罩內(nèi)的壓力在每x個(gè)周期求吸氣區(qū)的面罩內(nèi)外參考?jí)翰頿-*來確定后一吸氣間區(qū)間的壓差指值；15.步驟11，制，根據(jù)面具內(nèi)體壓力與面具外體壓力的差值p-，判斷當(dāng)前呼狀態(tài)，當(dāng)為氣狀態(tài)，微控制控制面具風(fēng)機(jī)停運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)為吸氣狀，則將計(jì)算的壓差令值r發(fā)送至微控制器，控制器根據(jù)以此差指令值r為控制值，來控制機(jī)送風(fēng)量使面罩外壓差保持在該制值。16.在步驟7中，算對(duì)應(yīng)關(guān)系的計(jì)公式為：p-＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步導(dǎo)δ為流量系數(shù)，γ為頻系數(shù)，fx為當(dāng)前頻率，f0基準(zhǔn)頻率。17.在步驟8中，吸量t的計(jì)算公式為，t＝l×t呼，t呼為當(dāng)前呼吸區(qū)間呼氣時(shí)間，由微制器計(jì)算呼氣時(shí)內(nèi)平均壓差，呼吸率由微控制器根據(jù)差變化計(jì)算。18.在步驟9中，當(dāng)前呼氣區(qū)間呼量t作為當(dāng)前吸氣區(qū)間的吸量，計(jì)算當(dāng)前吸氣區(qū)間的面內(nèi)外參考?jí)翰頿-*的計(jì)算公式為p-*＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步算p-*，t吸為當(dāng)前呼吸區(qū)間吸氣時(shí)間，基準(zhǔn)率f0取值為12。19.在步驟5中，判調(diào)節(jié)系數(shù)α取之區(qū)間為0.9-1β取值區(qū)間為1-1.1。20.流量系數(shù)取值為0.12，頻率系數(shù)γ取為0.04。21.本發(fā)明的主要益效果在于：22.通過采集面具外氣體壓差，對(duì)氣狀態(tài)及吸氣狀態(tài)行提前預(yù)判斷。23.通過面具內(nèi)外差及呼吸頻率計(jì)作業(yè)人員實(shí)時(shí)地呼量。24.通過呼吸量計(jì)實(shí)時(shí)的壓差控制令值，即可提前預(yù)斷面具對(duì)作業(yè)人的呼氣狀態(tài)及吸氣態(tài)，及時(shí)調(diào)整面風(fēng)機(jī)送風(fēng)狀態(tài)，現(xiàn)呼吸頻率及呼吸的跟隨。25.從根本上解決面具呼吸阻力過、呼吸不適等問題附圖說明26.下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：27.圖1為本發(fā)明控制流程圖。具體實(shí)施方式28.如圖1中，一可跟隨呼吸量的具呼吸跟隨控制方，它包括如下步：29.步驟1，采壓力值，采集面具氣體壓力與面具氣體壓力值；30.步驟2，計(jì)壓力差，計(jì)算面具氣體壓力與面具氣體壓力的差值p-；31.步驟3，取均值，在每x個(gè)周期，取個(gè)周期內(nèi)的面具內(nèi)外壓值p-，對(duì)面具內(nèi)外壓差進(jìn)累加，計(jì)算x個(gè)周期內(nèi)的具內(nèi)外壓差值的均值x為大于等于1的自然數(shù)；32.步驟4，設(shè)呼吸判斷值，以x個(gè)周期的面具內(nèi)外壓差的平均值作為后一個(gè)周期的呼吸斷值d；33.步驟5，設(shè)觸發(fā)閾值，設(shè)置設(shè)氣-吸氣觸發(fā)閾值a-，吸氣-呼氣發(fā)閾值b-，a-＝αd；b-βd，其中α、β為預(yù)判節(jié)系數(shù)；此步驟目的在于，提前預(yù)判呼吸狀態(tài)從而給風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)供足夠的時(shí)間，證在呼吸狀態(tài)轉(zhuǎn)換，控制風(fēng)機(jī)停止或作，避免風(fēng)機(jī)動(dòng)滯后，達(dá)到與呼狀態(tài)轉(zhuǎn)換同步。34.步驟6，狀判斷，到達(dá)呼氣-吸氣觸發(fā)閾a-前連續(xù)的y個(gè)數(shù)據(jù)單上升，到達(dá)呼氣-吸觸發(fā)閾值a-時(shí)，判斷進(jìn)入氣狀態(tài)；到達(dá)吸-呼氣觸發(fā)閾值b-前連續(xù)的y個(gè)測(cè)數(shù)據(jù)單調(diào)下降，達(dá)吸氣-呼氣觸發(fā)閾值b-時(shí)，則判進(jìn)入吸氣狀態(tài)；35.步驟7，計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算面內(nèi)外壓差p-與面罩氣體流量l、呼吸率f的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟的目的在于將面具內(nèi)外壓差p-與面罩氣體流l、呼吸頻率f的對(duì)應(yīng)，通過測(cè)內(nèi)外壓差呼吸頻率便可計(jì)算罩氣體流量，進(jìn)步計(jì)算呼吸量。比于采用其他測(cè)方式，本發(fā)明僅過采集壓力，更有于實(shí)際應(yīng)用實(shí)施。36.步驟8，計(jì)呼吸量，計(jì)算基于差的呼氣區(qū)間呼量t；37.步驟9，計(jì)內(nèi)外參考?jí)翰頿-*，以當(dāng)前呼氣區(qū)呼吸量t作為當(dāng)前吸氣區(qū)的呼吸量，計(jì)算前吸氣區(qū)間的面罩內(nèi)外參考?jí)簆-*；此步驟的目的于，呼氣區(qū)間與氣區(qū)間呼吸量幾一致，吸氣區(qū)間由送機(jī)送風(fēng)，實(shí)際吸區(qū)間呼吸量難以量，以當(dāng)前呼氣間呼吸量作為當(dāng)前氣區(qū)間的呼吸量，際操作起來更為單精確，進(jìn)一步更為簡(jiǎn)單方便的計(jì)內(nèi)外參考?jí)翰?，更利于?shí)際實(shí)施。38.步驟10，定壓差指令值，當(dāng)前吸氣區(qū)間的罩內(nèi)外參考?jí)翰頿-*作為后一吸氣時(shí)區(qū)間的壓差指令r，將該壓差指令值r發(fā)送至微制器，微控制器根據(jù)此差r來控制面罩內(nèi)的壓力在每x個(gè)周期求吸氣區(qū)的面罩內(nèi)外參考?jí)翰頿-*來確定后一吸氣間區(qū)間的壓差指值；39.步驟11，制，根據(jù)面具內(nèi)體壓力與面具外體壓力的差值p-，判斷當(dāng)前呼狀態(tài)，當(dāng)為氣狀態(tài)，微控制控制面具風(fēng)機(jī)停運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)為吸氣狀，則將計(jì)算的壓差令值r發(fā)送至微控制器，控制器根據(jù)以此差指令值r為控制值，來控制機(jī)送風(fēng)量使面罩外壓差保持在該制值。40.優(yōu)選地，上述法通過重復(fù)步驟1～步驟11，在呼吸程中采集面具內(nèi)氣體壓差，通過面內(nèi)外壓差及呼吸率計(jì)算作業(yè)人員時(shí)地呼吸量，通過吸量計(jì)算實(shí)時(shí)的壓控制指令值，提預(yù)判斷面具對(duì)作人員的呼氣狀態(tài)及氣狀態(tài)，從而及時(shí)整面具風(fēng)機(jī)送風(fēng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)呼吸頻及呼吸量的跟隨。41.優(yōu)選的方案中在步驟7中，計(jì)算對(duì)應(yīng)關(guān)的計(jì)算公式為：p-＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步導(dǎo)δ為流量系數(shù)，γ為頻系數(shù)，fx為當(dāng)前頻率，f0基準(zhǔn)頻率。此步的目的在于精確算面具內(nèi)外壓差與罩氣體流量和呼吸率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為確定壓差指令值的要素。42.優(yōu)選的方案中在步驟8中，呼吸量t的算公式為，t＝l×t呼，t呼為當(dāng)前呼吸區(qū)間呼氣時(shí)間，由微制器計(jì)算呼氣時(shí)內(nèi)平均壓差，呼吸率由微控制器根壓差變化計(jì)算。步驟的目的在于，過壓差計(jì)算在呼區(qū)間計(jì)算呼吸量，以于獲取吸氣區(qū)間內(nèi)外參考?jí)翰睢?3.優(yōu)選的方案中在步驟9中，以當(dāng)前呼氣間呼吸量t作為當(dāng)前吸區(qū)間的呼吸量，計(jì)算當(dāng)吸氣區(qū)間的面罩外參考?jí)翰頿-*的計(jì)算公式為p-*＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步算p-*，t吸為當(dāng)前呼吸區(qū)間吸氣時(shí)間，基準(zhǔn)率f0取值為12。此步驟的目的于，通過計(jì)算吸氣區(qū)間面罩內(nèi)外參考?jí)?，作為確定后一氣時(shí)間區(qū)間的壓差令值。44.優(yōu)選的方案中在步驟5中，預(yù)判調(diào)節(jié)系α取之區(qū)間為0.9-1，β取值區(qū)間為1-1.1。45.優(yōu)選的方案中流量系數(shù)δ取值為0.12，頻率系γ取值為0.04。46.上述的實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選術(shù)方案，而不應(yīng)視對(duì)于本發(fā)明的限，本技術(shù)中的實(shí)施及實(shí)施例中的特在不沖突的情況，可以相互任意組。本發(fā)明的保護(hù)范應(yīng)以權(quán)利要求記的技術(shù)方案，包權(quán)利要求記載的技方案中技術(shù)特征的同替換方案為保范圍。即在此范內(nèi)的等同替換改進(jìn)也在本發(fā)明的保護(hù)圍之內(nèi)。技特：1.一種可跟隨吸量的面具呼吸隨控制方法，其特是，它包括如下驟：步驟1，采集壓值，采集面具內(nèi)氣壓力與面具外氣壓力值；步驟2，計(jì)算壓力差，計(jì)算面內(nèi)氣體壓力與面外氣體壓力的差p-；步驟3，取平均值，在每x個(gè)周期取x個(gè)周期內(nèi)的面具內(nèi)外壓差p-，對(duì)面具內(nèi)外壓差進(jìn)累加，計(jì)算x個(gè)周內(nèi)的面具內(nèi)外壓值的平均值x為大于等于1的自數(shù)；步驟4，設(shè)定呼判斷值，以x個(gè)周期內(nèi)的具內(nèi)外壓差值的均值作為后一個(gè)周期的呼吸判值d；步驟5，設(shè)置觸發(fā)閾值設(shè)置設(shè)呼氣-吸氣觸發(fā)值a-，吸氣-呼氣觸閾值b-，a-＝αd；b-＝βd，其α、β為預(yù)判調(diào)節(jié)數(shù)；步驟6，狀判斷，到達(dá)呼氣-吸氣觸發(fā)值a-前連續(xù)的y個(gè)數(shù)單調(diào)上升，到達(dá)呼氣-吸觸發(fā)閾值a-時(shí)，判斷進(jìn)入氣狀態(tài)；到達(dá)吸-呼氣觸發(fā)閾值b-前連續(xù)的y個(gè)測(cè)數(shù)據(jù)單調(diào)下降，達(dá)吸氣-呼氣觸發(fā)閾值b-時(shí)，則判進(jìn)入吸氣狀態(tài)；驟7，計(jì)算對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)面具內(nèi)外壓差p-與面罩體流量l、呼吸頻率f對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟8，計(jì)算呼量，計(jì)算基于壓差呼氣區(qū)間呼吸量t；步驟9計(jì)算內(nèi)外參考?jí)簆-*，以當(dāng)前呼氣區(qū)呼吸量t作為當(dāng)前吸氣區(qū)的呼吸量，計(jì)算前吸氣區(qū)間的面罩內(nèi)外參考?jí)簆-*；步驟10，確壓差指令值，以前吸氣區(qū)間的面內(nèi)外參考?jí)翰頿-*作為后一吸氣時(shí)區(qū)間的壓差指令r，將該壓差指令值r發(fā)送至微制器，微控制器根據(jù)此差r來控制面罩內(nèi)的壓力在每x個(gè)周期求吸氣區(qū)的面罩內(nèi)外參考?jí)翰頿-*來確定后一吸氣間區(qū)間的壓差指值；步驟11，控制，根據(jù)面具內(nèi)氣壓力與面具外氣體壓的差值p-，判斷當(dāng)前呼狀，當(dāng)為呼氣狀態(tài)，控制器控制面具風(fēng)機(jī)停止運(yùn)，當(dāng)為吸氣狀態(tài)則將計(jì)算的壓差令值r發(fā)送至微控制器，微控制器根以此壓差指令值r為控制，來控制風(fēng)機(jī)送量使面罩內(nèi)外壓差保持在該控值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所的可跟隨呼吸量面具呼吸跟隨控制方法，其特是：在步驟7中，計(jì)算對(duì)關(guān)系的計(jì)算公式：p-＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步導(dǎo)δ為流量系數(shù)，γ為頻系數(shù)，fx為當(dāng)前頻率，f0基準(zhǔn)頻率。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述可跟隨呼吸量的面呼吸跟隨控制方法其特征是：在步8中，呼吸量t的計(jì)算公式為，t＝l×t呼，t呼為當(dāng)前呼吸區(qū)間呼氣時(shí)間，由微制器計(jì)算呼氣時(shí)內(nèi)平均壓差，呼吸率由微控制器根據(jù)差變化計(jì)算。4.根據(jù)權(quán)利求1所述的可跟隨呼吸的面具呼吸跟隨控制方，其特征是：在驟9中，以當(dāng)前呼氣區(qū)間吸量t作為當(dāng)前吸氣區(qū)間的呼量，計(jì)算當(dāng)前吸區(qū)間的面罩內(nèi)外考?jí)翰頿-*的計(jì)算公式為p-*＝δlγ(fx-f0)，進(jìn)一步算p-*，t吸為當(dāng)前呼吸區(qū)間吸氣時(shí)間，基準(zhǔn)率f0取值為12。5.根據(jù)權(quán)利要1所述的可跟隨呼吸量面具呼吸跟隨控方法，其特征是在步驟5中，預(yù)判調(diào)節(jié)系α取之區(qū)間為0.9-1，β取值區(qū)間1-1.1。6.根據(jù)利要求2所述的可跟隨吸量的面具呼吸隨控制方法，其特是：流量系數(shù)δ取值為0.12，頻系數(shù)γ取值為0.04。技總一種可跟隨呼吸的面具呼吸跟隨制方法，包括采壓力值、計(jì)算壓力差、取平均值、設(shè)定吸判斷值、設(shè)置發(fā)閾值