制氧机的研究背景和意义

制氧机的研究背景和意义

从人体生理机能来看，新陈代谢离不开氧气，制氧机人体细胞缺氧时，维持生命的氧化反应便无法进行，会引起肌体的一系列生理机能、代谢功能的紊乱，而健康人体中氧的储量不足1.5升，需要不断从外界获取氧气。我国作为世界上最大的发展中国家，随着工业化程度的不断加快及汽车工业的高速发展，环境污染，尤其是全国大中城市的空气污染十分严重，现有呼吸道疾病患者近千万人，他们承受着常人难以想象的痛苦，而解除他们痛苦的最有效办法就是吸氧，其次，随着社会老龄化的逐步到来，心脑血管疾病的患者逐步增多，定期吸氧可以降低病发频率，对于身体的抗复起着重要作用。另外我国每年的待产孕妇数量达200多万人，为增加母体的血氧含量，促进胎儿发育，在怀孕12周后需要每天间断性的吸氧。几乎所有的疾病都伴随有氧气缺乏症，在医院中吸氧作为临床辅助手段被广泛使用，是医院急救和治疗中必不可少的重要因素。麻醉机、呼吸机、ICU病房、高压氧舱、急救室、甚至普通病房等很有可能在24小时不停地用氧气抢救或治疗病人，这就要求中心供氧系统源源不断地供应压力、流量、纯度合格的医用氧气。

目前医院集中供氧方式主要有四种方式。

一、医用氧气钢瓶供氧，经汇流排组向医院的各个使用单元输送氧气。由于氧气钢瓶需从氧气站购买，且高压气瓶运输比较麻烦，存在安全隐患，压力降至一定值后，剩余气体便不能利用，浪费较多。在人为操作方面，由于汇流排值班人员需要不断更换氧气瓶，容易因操作不规范造成氧气泄露，目前已呈现淘汰趋势;

二、由液氧贮槽供氧，流经汽化器向医院的各个使用单元输送氧气，液氧贮槽对周围建筑物的要求是非常严格的。液氧的沸点一183℃，是强烈的助燃气体，如果发生泄露后果是非常严重的，因此国家消防总局对液氧贮槽安装做出了严格要求:以其为中心半径为巧m的范围内不允许有任何建筑物，且用护栏隔离;

三、小型化学反应制氧机供氧，一次产氧量较少，氧流量低，部分人甚至感觉有异味，一旦放入制氧剂，无法终止，长期使用成本很高;

四、使用变压吸附(PressureSwingAdsorption，pSA)制氧设备从空气中分离出氧气向医院的各个使用单元输送氧气.变压吸附制氧机是一种最新的物理制氧设备，新一代的医用氧源，无需任何添加剂，只需接通电源，氧气就自动流出。上世纪90年代以来，随着变压吸附技术的成熟，相比钢瓶汇流集中供氧和液氧汽化集中供氧，这种医院自己拥有制氧设备且经济、方便、安全、可靠的供氧方式马上受到医院的青睐，成为大中型医院的首选，而迅速推广。目前PSA分子筛制氧机采用单机工作方式，虽然自动化程度很高，但是没有检测信息的远传功能，缺乏护士站等控制室对制氧机工作情况的监控，由于制氧机用途的特殊性，当系统一旦因系统本身或其他因素的影响出现故障，造成出氧浓度低于标准设定值，甚至系统停止运转时，都将会给病人造成难以估计的伤害。因此目前的制氧机只适用于家庭、卫生所及小型医院，而无法在大型医院中推广使用，全面替代氧气瓶。另外，在医疗上不同的病人对氧气的浓度和吸氧量的需求是不一样的，而在我国，目前各医院不管采用哪种供氧方式，病人的氧气收费只能按天计算，而不能根据自己实际的需求合理的调节、控制，造成了氧气资源的大量浪费及病人费用的额外增加，医院的氧气使用费用也成为影响医院运行成本和临床收费标准的因素之一。

综上所述，目前我国在变压吸附制氧机设备的研制方面虽然有了一定的发展，但总体还处于市场发展的初期，功能还不够完善，缺乏远程监控等设计，基于这些考虑，本文通过研究现有的相关技术成果，查阅了大量的文献资料并结合用户的实际需求，给出一个基于无线网络的医用制氧机远程控制系统的设计与实现方案。