智能醫用霧化器解決方案設計開(kāi)發(fā)

　　在過(guò)去，霧化器的應用更多存在于醫學(xué)領(lǐng)域中，隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，霧化器開(kāi)始廣泛地應用到人們的日常生活中。霧化器是通過(guò)對水進(jìn)行霧化來(lái)保證室內空氣濕度，并且還能產(chǎn)生一定量負氧離子的設備，面對大眾日漸多元的需求，我們需要對其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

　　近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高。因此在冬季，人們使用霧化器對室內空氣濕度進(jìn)行調節，以應對因供暖而導致室內空氣干燥的問(wèn)題，進(jìn)而提高生活質(zhì)量。但長(cháng)時(shí)間的開(kāi)啟霧化器，不僅僅浪費資源，增加損耗，而且不斷地增加室內窄氣濕度也對身體健康造成不利影響，因此對霧化器的智能性能進(jìn)行優(yōu)化顯得尤為重要。
 

　　一、超聲波霧化器方案原理

　　超聲波霧化器是通過(guò)電子高頻震蕩，利用陶瓷霧化片的高頻諧振，將液態(tài)水分子結構打散而產(chǎn)生自然飄逸的水顆粒。

　　超聲波霧化器的智能控制是通過(guò)以單片機為控制核心，將外界輸入的信號加以分析處理，并將分析結果轉換成信號來(lái)控制霧化器、顯示單元和水位控制單元。其整個(gè)系統組成模塊包括：霧化器、控制面板、濕度傳感器、水位傳感器、聲光顯示裝置和各種執行器件。

　　該系統的工作流程為：電源接通后，溫度傳感器和濕度傳感器將室內的溫度和濕度轉化成信號，傳輸到單片機，同時(shí)系統自動(dòng)檢測用戶(hù)設定的溫度和濕度值，若用戶(hù)未設定，系統則調取默認的參數進(jìn)行工作。室內濕度值和溫度值達到用戶(hù)設定值或者系統默認值時(shí)，霧化器會(huì )自動(dòng)停止運行，并轉入保持這種溫度值和濕度值狀態(tài)中，之后室內溫度和濕度下降時(shí)，霧化器自動(dòng)進(jìn)行工作，將溫度和濕度再次增加到用戶(hù)設定值或者系統默認值，系統如此循環(huán)往復，可將室內的溫度和濕度保持在一個(gè)恒定的值上。

　　二、超聲波霧化器硬件設計

　　該系統的硬件主要包括：?jiǎn)纹瑱C、霧化器、控制面板、溫濕度傳感器、水位傳感器、聲光顯示裝置和各種執行器件。霧化器的電路主要是山振蕩器、換能器和水位控制電路等組成的，換能器將電能轉換成機械能，進(jìn)曲將水霧化。在水位控制單位元中，水箱通常是采用三級水位進(jìn)行監控，即在水箱的頂部、加熱器元件、水箱底部分別設置探針，用以探測各自部位的狀態(tài)。頂部探針探測水位是否溢出，加熱器元件探針探測水位是否在加熱器元件上方，底部探針用以探測水箱是否加水。通過(guò)三級水位監控來(lái)實(shí)現水箱進(jìn)水、排水、加熱等一系列的自動(dòng)控制。

　　三、超聲波霧化器軟件設計

　　在該設計系統中，共有5個(gè)子程序參與系統運行(詳見(jiàn)圖2)。其中數碼管顯示程序的作用是將系統中輸送到顯示的信號以數字顯示出來(lái)，使霧化器中的運行狀態(tài)更加直觀(guān)的呈現在人眼中。鍵盤(pán)掃描電路和按鍵處理程序(即輸入程序)是將外部信息輸入到內部的工具，以達到霧化器消抖和控制相關(guān)的程序(如設定系統溫度和濕度)。溫度、濕度信號處理程序，是將所感知的外界溫度和濕度進(jìn)行分析處理，并將處理結果轉化成信號輸送到控制中心。水位控制程序是將水箱內的水位情況通過(guò)探針探測轉化成電子信號輸送到控制中心，進(jìn)而控制系統的進(jìn)水、排水、加熱等操作。繼電器控制程序是將接受的信號專(zhuān)變成控制繼電器動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現對霧化器智能調節和自動(dòng)控制。

　　四、超聲波霧化器的優(yōu)點(diǎn)

　　經(jīng)過(guò)實(shí)際使用證明，該霧化器通過(guò)感應外界溫度和濕度，若溫度濕度低于設定值時(shí)，霧化器自行運行，加熱水箱中的水，再使之霧化來(lái)改變外界溫度濕度到系統設定值，此時(shí)霧化器便停止運行而轉入保持現狀的工作狀態(tài)，當溫度和濕度再次降低，則霧化器再次運行將外界的溫度和濕度增加到設定。此霧化器運行效果，實(shí)現了霧化器通過(guò)自我感應外界溫濕度進(jìn)而控制運行狀態(tài)，使外界的溫度和濕度始終保持在一個(gè)恒定的值上，有效地改善了室內溫濕環(huán)境，優(yōu)化了室內空氣。

　　五、醫用霧化器方案設計

　　應用呼吸機期間進(jìn)行霧化吸入治療，可以改善病人通氣功能、預防或控制呼吸道感染。目前臨床上應用較多的是將霧化吸入藥物加入霧化器，再將霧化器與呼吸回路相連接進(jìn)行霧化治療。對口含式霧化器進(jìn)行改良，在霧化噴出口增加螺旋式開(kāi)關(guān)，同時(shí)在儲藥腔壁增設注藥接口?？捎糜诤粑鼨C使用中病人的霧化吸入操作，可以避免反復打開(kāi)呼吸回路，在呼吸機使用途中也可以直接加入藥液而不影響呼吸機運作，霧化吸入結束后不會(huì )淤積冷凝水，亦不會(huì )增加呼吸回路的無(wú)效腔，促進(jìn)醫院感染管理的規范性，能夠更好地服務(wù)于臨床。

　　1、醫用霧化器設計原理

　　霧化器裝置主要由霧化器底部的霧化發(fā)生裝置、儲藥腔和三通連接管構成。對上述霧化裝置進(jìn)行改良，在三通T型管的垂直端外壁增設螺紋結構開(kāi)關(guān)，其內側相應增加兩封閉片，旋轉螺紋結構，當兩封閉片完全重疊時(shí)，為霧化噴出最大口徑;兩封閉片無(wú)重疊時(shí)，即關(guān)閉霧化噴出口。另外，該霧化裝置在儲藥腔外側壁，增加注藥接口，與注射器乳頭匹配，霧化吸入前用不帶針頭的注射器向儲藥腔內注入藥物;該接口以肝素帽封閉，在霧化吸入過(guò)程中，可以用針尖刺過(guò)肝素帽的乳膠塞向儲藥腔內增加藥物。

　　2、醫用霧化器使用方法

　　將藥物加人儲藥腔，連接氣源，將三通管置入呼吸機回路吸氣端，按呼吸機霧化鍵，產(chǎn)生噴霧。打開(kāi)霧化裝置的螺紋結構，實(shí)現呼吸機使用過(guò)程中的霧化吸入操作。在霧化過(guò)程中，如需增加霧化藥物，用針尖刺過(guò)肝素帽的乳膠塞向儲藥腔內增加藥物。

　　霧化吸入完畢旋轉螺紋結構，即關(guān)閉霧化噴出口，阻斷了儲藥腔與三通管之間的通道，即阻斷了儲藥腔與病人呼吸回路。再次向儲藥腔內注藥，打開(kāi)機器霧化鍵，旋轉螺紋結構旋鈕，即可實(shí)現再次霧化吸入操作，無(wú)特殊需要不必取出該霧化裝置。

　　3、醫用霧化器方案優(yōu)勢

　　目前臨床上應用的霧化器在使用后，如不取出霧化器，儲藥腔將增加呼吸回路的無(wú)效腔，且儲藥腔處于呼吸回路的低位，易潴留冷凝水;如將霧化器取出，將再次斷開(kāi)呼吸回路。再次進(jìn)行霧化吸人治療時(shí)，或者在霧化過(guò)程中增加藥物時(shí)，將不可避免地斷開(kāi)病人與呼吸機之間的密閉回路。反復多次打開(kāi)病人與呼吸機之間的密閉回路，打斷呼吸機的正常運作，無(wú)疑增加了病人氣道感染的機會(huì )，也增加了外界環(huán)境和醫護人員被病人飛沫或氣道分泌物污染的機會(huì )。

　　本霧化裝置增設的螺紋結構和注藥接頭成功地解決了上述問(wèn)題。該霧化器能夠避免因霧化吸入操作而反復打開(kāi)呼吸回路，在呼吸機使用途中也可以直接加入藥液而不影響呼吸機運作，能夠保護病人與呼吸機之間回路的密閉性;霧化吸人結束后不會(huì )因儲藥腔而淤積冷凝水，亦不會(huì )增加呼吸回路的無(wú)效腔;能夠減少外界環(huán)境和醫護人員被病人飛沫或氣道分泌物污染的機會(huì )，也能夠減少醫護人員的工作量;能夠促進(jìn)醫院感染管理的規范性，應該可以更好地服務(wù)于臨床。