智能医用雾化器解决方案设计开发

　　在过去，雾化器的应用更多存在于医学领域中，随着社会的不断发展，雾化器开始广泛地应用到人们的日常生活中。雾化器是通过对水进行雾化来保证室内空气湿度，并且还能产生一定量负氧离子的设备，面对大众日渐多元的需求，我们需要对其进行优化与改进。

　　近年来，科学技术的迅猛发展，人们对于生活质量的要求越来越高。因此在冬季，人们使用雾化器对室内空气湿度进行调节，以应对因供暖而导致室内空气干燥的问题，进而提高生活质量。但长时间的开启雾化器，不仅仅浪费资源，增加损耗，而且不断地增加室内窄气湿度也对身体健康造成不利影响，因此对雾化器的智能性能进行优化显得尤为重要。
 

 

　　一、超声波雾化器方案原理

　　超声波雾化器是通过电子高频震荡，利用陶瓷雾化片的高频谐振，将液态水分子结构打散而产生自然飘逸的水颗粒。

　　超声波雾化器的智能控制是通过以单片机为控制核心，将外界输入的信号加以分析处理，并将分析结果转换成信号来控制雾化器、显示单元和水位控制单元。其整个系统组成模块包括：雾化器、控制面板、湿度传感器、水位传感器、声光显示装置和各种执行器件。

　　该系统的工作流程为：电源接通后，温度传感器和湿度传感器将室内的温度和湿度转化成信号，传输到单片机，同时系统自动检测用户设定的温度和湿度值，若用户未设定，系统则调取默认的参数进行工作。室内湿度值和温度值达到用户设定值或者系统默认值时，雾化器会自动停止运行，并转入保持这种温度值和湿度值状态中，之后室内温度和湿度下降时，雾化器自动进行工作，将温度和湿度再次增加到用户设定值或者系统默认值，系统如此循环往复，可将室内的温度和湿度保持在一个恒定的值上。

　　二、超声波雾化器硬件设计

　　该系统的硬件主要包括：单片机、雾化器、控制面板、温湿度传感器、水位传感器、声光显示装置和各种执行器件。雾化器的电路主要是山振荡器、换能器和水位控制电路等组成的，换能器将电能转换成机械能，进曲将水雾化。在水位控制单位元中，水箱通常是采用三级水位进行监控，即在水箱的顶部、加热器元件、水箱底部分别设置探针，用以探测各自部位的状态。顶部探针探测水位是否溢出，加热器元件探针探测水位是否在加热器元件上方，底部探针用以探测水箱是否加水。通过三级水位监控来实现水箱进水、排水、加热等一系列的自动控制。

　　三、超声波雾化器软件设计

　　在该设计系统中，共有5个子程序参与系统运行(详见图2)。其中数码管显示程序的作用是将系统中输送到显示的信号以数字显示出来，使雾化器中的运行状态更加直观的呈现在人眼中。键盘扫描电路和按键处理程序(即输入程序)是将外部信息输入到内部的工具，以达到雾化器消抖和控制相关的程序(如设定系统温度和湿度)。温度、湿度信号处理程序，是将所感知的外界温度和湿度进行分析处理，并将处理结果转化成信号输送到控制中心。水位控制程序是将水箱内的水位情况通过探针探测转化成电子信号输送到控制中心，进而控制系统的进水、排水、加热等操作。继电器控制程序是将接受的信号专变成控制继电器动作，进而实现对雾化器智能调节和自动控制。

　　四、超声波雾化器的优点

　　经过实际使用证明，该雾化器通过感应外界温度和湿度，若温度湿度低于设定值时，雾化器自行运行，加热水箱中的水，再使之雾化来改变外界温度湿度到系统设定值，此时雾化器便停止运行而转入保持现状的工作状态，当温度和湿度再次降低，则雾化器再次运行将外界的温度和湿度增加到设定。此雾化器运行效果，实现了雾化器通过自我感应外界温湿度进而控制运行状态，使外界的温度和湿度始终保持在一个恒定的值上，有效地改善了室内温湿环境，优化了室内空气。

　　五、医用雾化器方案设计

　　应用呼吸机期间进行雾化吸入治疗，可以改善病人通气功能、预防或控制呼吸道感染。目前临床上应用较多的是将雾化吸入药物加入雾化器，再将雾化器与呼吸回路相连接进行雾化治疗。对口含式雾化器进行改良，在雾化喷出口增加螺旋式开关，同时在储药腔壁增设注药接口。可用于呼吸机使用中病人的雾化吸入操作，可以避免反复打开呼吸回路，在呼吸机使用途中也可以直接加入药液而不影响呼吸机运作，雾化吸入结束后不会淤积冷凝水，亦不会增加呼吸回路的无效腔，促进医院感染管理的规范性，能够更好地服务于临床。

　　1、医用雾化器设计原理

　　雾化器装置主要由雾化器底部的雾化发生装置、储药腔和三通连接管构成。对上述雾化装置进行改良，在三通T型管的垂直端外壁增设螺纹结构开关，其内侧相应增加两封闭片，旋转螺纹结构，当两封闭片完全重叠时，为雾化喷出最大口径;两封闭片无重叠时，即关闭雾化喷出口。另外，该雾化装置在储药腔外侧壁，增加注药接口，与注射器乳头匹配，雾化吸入前用不带针头的注射器向储药腔内注入药物;该接口以肝素帽封闭，在雾化吸入过程中，可以用针尖刺过肝素帽的乳胶塞向储药腔内增加药物。

　　2、医用雾化器使用方法

　　将药物加人储药腔，连接气源，将三通管置入呼吸机回路吸气端，按呼吸机雾化键，产生喷雾。打开雾化装置的螺纹结构，实现呼吸机使用过程中的雾化吸入操作。在雾化过程中，如需增加雾化药物，用针尖刺过肝素帽的乳胶塞向储药腔内增加药物。

　　雾化吸入完毕旋转螺纹结构，即关闭雾化喷出口，阻断了储药腔与三通管之间的通道，即阻断了储药腔与病人呼吸回路。再次向储药腔内注药，打开机器雾化键，旋转螺纹结构旋钮，即可实现再次雾化吸入操作，无特殊需要不必取出该雾化装置。

　　3、医用雾化器方案优势

　　目前临床上应用的雾化器在使用后，如不取出雾化器，储药腔将增加呼吸回路的无效腔，且储药腔处于呼吸回路的低位，易潴留冷凝水;如将雾化器取出，将再次断开呼吸回路。再次进行雾化吸人治疗时，或者在雾化过程中增加药物时，将不可避免地断开病人与呼吸机之间的密闭回路。反复多次打开病人与呼吸机之间的密闭回路，打断呼吸机的正常运作，无疑增加了病人气道感染的机会，也增加了外界环境和医护人员被病人飞沫或气道分泌物污染的机会。

　　本雾化装置增设的螺纹结构和注药接头成功地解决了上述问题。该雾化器能够避免因雾化吸入操作而反复打开呼吸回路，在呼吸机使用途中也可以直接加入药液而不影响呼吸机运作，能够保护病人与呼吸机之间回路的密闭性;雾化吸人结束后不会因储药腔而淤积冷凝水，亦不会增加呼吸回路的无效腔;能够减少外界环境和医护人员被病人飞沫或气道分泌物污染的机会，也能够减少医护人员的工作量;能够促进医院感染管理的规范性，应该可以更好地服务于临床。