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持续气道正压无创呼吸机控制系统的研制
提出一种用于治疗睡眠呼吸暂停综合症的持续气道正压呼吸机控制系统解决方案.系统主要由控制核心高速Soc单片机C8051F005、压力发生装置无刷直流电机/风机装配体和压力传感器组成.介绍系统控制器的结构、硬件电路原理、软件设计流程和实现持续气道正压自动控制的PID算法处理模块,并利用气流分析仪和噪声计测试样机性能.选择6名志愿者对样机进行临床试用.实验结果表明,主要技术参数符合ISO 17510-1睡眠呼吸暂停治疗设备标准所规定的要求,具有噪声低、可靠性高、使用舒适性好等优点.
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持续正压呼吸机压力发生器内部噪声源的数值模拟
噪声问题是呼吸机技术研发需要克服的重要环节.我们前期研究结果表明由德国emb-papst公司生产的一款专门用于持续气道正压(CPAP)呼吸机的压力发生器蜗壳部分有局部回流现象,叶轮部分流场速度出现局部不均匀,叶轮进口处存在局部负压,易导致噪声产生.本文在前期研究的基础上,利用专业的计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,采用稳态雷诺平均纳维斯托克斯(RANS)的噪声源稳态求解,即结合Lilley方程以及合成湍流(Synthetic turbulence)的方法得到压力发生器内的速度波动,用这一特性来定性对压力发生器进行噪声预估.结果表明压力发生器叶轮进口处、蜗壳进口处、叶片边缘的交界面、蜗舌拐角处都存在不同程度的噪声源,在一定程度上影响整机性能,结构设计上有待改进.
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持续正压呼吸机压力发生器内部流场的数值模拟
呼吸机的噪声问题一直是呼吸机发展至今重点研究的课题.众多资料表明,在呼吸机的噪声控制上,国内与国外先进水平相比仍有较大差距.本文与上海医疗设备股份有限公司合作,应用专业的计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,选取标准k-ε湍流方程模型和SIMPLE算法,对家用持续气道正压(CPAP)呼吸机的压力发生器内部流场进行数值模拟,并对模拟结果进行分析讨论.结果表明,该CPAP呼吸机压力发生器蜗壳部分有局部回流现象,叶轮部分流场速度出现局部不均匀,叶轮进口处存在局部负压,易导致噪声产生,影响整机性能,因此其设计有待改进.
