科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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垂直醫(yī)藥領(lǐng)域“創(chuàng)意-發(fā)明-轉(zhuǎn)化”的一站式服務平臺情歌里唱著"人活著賴著一口氧氣，氧氣是你"。可以說，將心愛之人比作氧氣無疑是這世上最動聽的情話了。氧是維持生命最重要的能源之一，人體新陳代謝的各個過程中都需要足夠的氧，各種營養(yǎng)物質(zhì)必須同氧結(jié)合
垂直醫(yī)藥領(lǐng)域“創(chuàng)意-發(fā)明-轉(zhuǎn)化”的一站式服務平臺
情歌里唱著"人活著賴著一口氧氣，氧氣是你"。可以說，將心愛之人比作氧氣無疑是這世上最動聽的情話了。氧是維持生命最重要的能源之一，人體新陳代謝的各個過程中都需要足夠的氧，各種營養(yǎng)物質(zhì)必須同氧結(jié)合，才能完成生理氧化過程，產(chǎn)出能量。
隨著環(huán)境污染的不斷惡化，人們越發(fā)追求生活的高品質(zhì)及高質(zhì)量，許多人將目光放在了補氧保健上。專家認為，凡是空氣中氧含量低于20.9%的環(huán)境，都是缺氧環(huán)境。長期生活在輕度缺氧的環(huán)境中會對終身健康帶來不同程度的損害。因此近年來我們可以看到，除了家用血壓儀之外，家用制氧機的普及率也在逐年穩(wěn)步上升中。
當人們遭遇高原缺氧病癥(如高原肺水腫、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧癥等)急性缺氧癥狀時，需要緊急吸氧。患有高血壓、心臟病、冠心病等心腦血管疾病的患者也需要適時檢測自己的吸氧情況。而在平日生活中，中老年人、孕婦等體弱、免疫力差的人群較易缺氧。而對于年輕人來說，倘若長期處于高壓環(huán)境、或長期從事重腦力勞動，或服用促腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺皮質(zhì)激素等激素，或缺乏維生素及微量元素時，也會碰到心慌氣短的情況。
吸氧可以使組織活性提高，系統(tǒng)功能增強，可以有效改善亞健康狀態(tài)，增強體質(zhì)及抗病能力。但另一方面我們需要注意的是，長時間吸入高濃度氧氣(通常指氧濃度大于40%)時，可能刺激皮膚，使皮膚變得干燥、皸裂，引起鼻腔出血，嚴重時甚至會出現(xiàn)氧中毒和依賴。而當處于純氧環(huán)境中時，人體遭受的傷害就更大了。因此，我們并不能將吸氧視為"神丹妙藥"。對于網(wǎng)上盛傳的"孕婦常吸氧可使寶寶聰明"、"高三學子備考吸氧事半功倍"之類的廣告宣傳，我們需要理性對待。
制氧原理多分為四種：以化學制劑為原料制氧、以電解水方式制氧、采用富氧膜制氧和分子篩式制氧。其中，以化學制劑為原料制氧具有反應速度快、所得氧氣濃度高的特點，適用于急救補充氧氣。以電解水方式制氧多為工業(yè)采用，因其耗能較大，不宜移動。采用富氧膜制氧利用高分子層將空氣中的氧分子過濾并富集，耗能低，并且其效率有限，不用擔心氧中毒的問題。但也因其所得氧氣濃度水平一般較低，難以用于保健和理療。分子篩式制氧是目前正流行的制氧技術(shù)。其制氧效果根據(jù)分子篩和壓縮機的質(zhì)量決定的。分子篩采用物理方法，將空氣中特定分子直徑大小的分子篩出，使用者可根據(jù)自身情況選擇合適的氧濃度。由于分子篩采用的是物理方法，所得氧氣純凈無雜質(zhì)，同時制氧效率高，氧濃度可調(diào)節(jié)，因此廣受家用制氧機廠商的青睞。
分子篩變壓吸附制氧設(shè)備的工作原理是：由空氣壓縮機加壓后，經(jīng)過空氣預處理系統(tǒng)處理后的加壓空氣，通過對分子篩吸附塔進行周期性的加壓、吸附塔內(nèi)的壓力會隨之升高。這時，分子篩隨著環(huán)境壓力的升高，會大量的西服空氣中的氮氣，而空氣中的氧氣則仍然以氣體形式存在，并經(jīng)過管道被收集起來，這個過程為"吸附"過程。當吸附塔內(nèi)的分子篩吸附氮氣達到一定程度時，對吸附塔進行排氣減壓，分子篩隨著環(huán)境壓力的減小，吸附氮氣的能力下降，氮氣字分子篩內(nèi)部被釋放，這個過程為"解吸"過程。
今天我們就帶領(lǐng)大家了解目前市場上分子篩制氧機的幾個領(lǐng)先品牌及其相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)專利，淺析該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
1. 魚躍
魚躍制氧機作為國產(chǎn)制氧機第一品牌連續(xù)十年全國銷量第一，連續(xù)三年全球產(chǎn)銷第一，市場占有率也是常年穩(wěn)居前列，是行業(yè)內(nèi)的人氣品牌。自1998年成立以來，魚躍穩(wěn)步發(fā)展，如今已經(jīng)成為全國最大的醫(yī)藥供氧系列和康復護理系列醫(yī)療器械的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。
2003年魚躍推出了第一臺制氧機，到現(xiàn)在已經(jīng)完成了數(shù)百項技術(shù)創(chuàng)新與1000余項技術(shù)改進。例如CN109432951A中公開了一種吸附塔，其中吸附塔的出氣壓蓋和進氣壓蓋與其它部件相連通而無需設(shè)置連接管，切換閥、消音器、調(diào)節(jié)閥和儲氣筒均裝配在蓋上，分別與二者相連，分子篩筒設(shè)在兩蓋之間，氣路連通。這樣的設(shè)計使得吸附塔結(jié)構(gòu)簡潔，大大降低了裝配的難度和所需時間，非常適合大批量生產(chǎn)。
而CN109482014A的過濾裝置，其結(jié)構(gòu)包括過濾器架和過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)覆裹在過濾器架的上下表面，過濾器架保安闊邊框、進氣接頭和多條支撐筋，支撐筋設(shè)置在邊框內(nèi)支撐所述過濾器架上下表面的過濾網(wǎng)，防止其吸合。該發(fā)明結(jié)構(gòu)單一，新穎簡潔，生產(chǎn)方便，并且在使用過程中不用用戶更換過濾器裝置。
CN109529469A中的是一種貯存罐裝置，其含有兩個殼體，拼裝密封形成一個完整的罐體，內(nèi)部相通，可采用塑料制備，無需采用復雜機構(gòu)的模具即可實現(xiàn)，模具成本低，且可根據(jù)制氧機內(nèi)部空間設(shè)計適合的形狀，便于制氧機的小型化及成本降低，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
2. 海龜
海龜制氧機由沈陽昌泰醫(yī)療科技有限公司所研發(fā)生產(chǎn)，先后開發(fā)出國內(nèi)第一臺氧濃度同步監(jiān)控變壓吸附制氧機、第一套分布式制氧系統(tǒng)及第一臺氧濃度及血氧飽和同步監(jiān)控制氧機。目前海龜?shù)暮Ｍ怃N售網(wǎng)絡(luò)包括俄羅斯、土耳其、英國、美國等五十多個國家和地區(qū)，其國內(nèi)產(chǎn)品銷量及市場份額長期排名前列。
其專利申請CN204945812U中公開了一種超視距控制制氧機，進氣過濾器、壓縮機和電磁閥依次連接，吸附塔輸入端連接電磁閥，輸出端連接儲氧罐，將吸收的氧氣送到儲氧罐，而超聲波流量傳感器的輸出端連接用戶端，將氧氣送至用戶，控制單元的輸出端連接電子流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)反饋的流量信息進行調(diào)節(jié)。同時，控制單元與用戶端的無線控制器無線連接，根據(jù)控制信號對壓縮機和電磁閥。這樣的設(shè)計可以直觀準確的對氧氣流量進行控制，提高調(diào)節(jié)精度。
而CN206638642U中是一種具有濃度檢測的制氧機，進入的空氣在被壓縮后經(jīng)吸附塔分離并T型吹掃進入儲氧罐，壓力傳感器采集儲氧罐內(nèi)部壓力信息，濃度傳感器與制氧機出氣口相連。通過壓力和濃度傳感器的反饋，該制氧機可對制氧系統(tǒng)的工作參數(shù)進行分析，并在出現(xiàn)故障時迅速找到原因。
CN206649355U中的制氧機閉環(huán)電子流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其電控流量調(diào)節(jié)閥被安裝在出氧口，用于控制氧氣流量，超聲波氧濃度流量檢測裝置則被安裝在電控流量調(diào)節(jié)閥輸出端，用于實施檢測電控流量調(diào)節(jié)閥輸出端的氧濃度流量信號并反饋給氧氣流量控制器。該實用新型較現(xiàn)有技術(shù)的機械式浮子流量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)了數(shù)字化控制氧氣流量，使得控制流量更加精確。
3. 飛利浦
大名鼎鼎的飛利浦公司，其旗下的飛利浦偉康品牌是進口家庭醫(yī)用級制氧機熱門人氣品牌，其技術(shù)重點在于提供睡眠障礙診斷及睡眠通氣治療整體方案。2015年，飛利浦偉康同時獲得"消費者新來的家用醫(yī)療器械品牌"、"消費者新來的家用呼吸機品牌"及"消費者新來的制氧機品牌"三項大獎，也是行業(yè)內(nèi)唯一囊括三項大獎的品牌。在呼吸機領(lǐng)域，該公司擁有多項專利技術(shù)，以下僅選幾項進行淺析。
CN103813824A中的設(shè)計較為完整，是一種便攜式氧氣濃縮器，其結(jié)構(gòu)中包含用于存儲富氧氣體的存儲器以及用于將富氧氣體從存儲器運送到使用者的運送管路。傳感器與流過運送管路的氣體相通并且產(chǎn)生與使用者呼吸特征有關(guān)的信號。控制器控制打開和關(guān)閉氧氣運送閥的時機，泄壓閥可以對運送管路中的壓力做出響應并調(diào)節(jié)。
CN106030295A中的是一種成本節(jié)約、具有良好敏感度的傳感器系統(tǒng)，這種傳感器系統(tǒng)可用于定量檢測流體混合物，能提供氧氣濃縮器中改進的測量，可用于提高制氧機中的氧氣濃縮器制造技術(shù)。其結(jié)構(gòu)中包括可吸附特定氣體的吸附材料，該吸附材料吸附時會發(fā)生溫度變化，溫度傳感器以及可以檢測所吸附氣體的控制單元。其中溫度傳感器可靈敏檢測到吸附材料吸附前后的溫度變化并對控制單元發(fā)出信號。
CN103826721B公開了一種具有流量感測裝置的比例氧濃縮裝置，為一款便攜式裝置，與常規(guī)的制氧機相比，還包含流量傳感器和控制電子裝置，其中流量傳感器可對傳輸?shù)母谎鯕怏w的質(zhì)量流速等進行測量及結(jié)果傳輸，而控制電子裝置則依據(jù)收到的結(jié)果通過閥門對氧氣的流量和比例進行調(diào)整。
CN104968410B中的氧氣分離系統(tǒng)及生產(chǎn)富養(yǎng)氣體流的方法含有多個自主氧氣分離單元，各個分離單元均可獨立吸附氣體中的其它成分以分離出氧氣，同時將氧氣運送至儲氧單元。這樣的氧氣分離系統(tǒng)省空間、低重量、低能耗，同時具有多單元靈活性，方便維護。
4. 愛爾泰
愛爾泰制氧機的制造商為沈陽愛爾泰有限公司，賣點主要是低噪音，集專業(yè)家用醫(yī)療保健設(shè)備的研發(fā)、制造為一體。其研發(fā)團隊曾參與中科院大連物化所國內(nèi)變壓吸附制氧機研發(fā)項目，還是擁有二十多年專注于家用變壓吸附制氧技術(shù)的專業(yè)研發(fā)制造團隊。
其專利申請CN208975465U中公開了一種集成式分子篩罐封頭結(jié)構(gòu)，可以用于保健制氧機中與制氧機分子篩罐一一對應。該實用新型在壓縮空氣通過進氣通道進入分子篩罐時可以使壓縮空氣分流，充分釋放壓縮空氣的沖擊力，避免氣流直吹分子篩使后者出現(xiàn)粉化、壽命縮短的情況，其結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，并能有效延長分子篩的使用壽命。
CN208980332U中是一種具有集成式分子篩罐的制氧裝置，兩個工作腔的頂部通過單向閥片連接儲氧罐，封頭下部通過快插接頭連接氣控閥體，進氣通道與封頭主體呈非中心軸線位置。這樣的設(shè)計同樣是為了避免分子篩管進氣端氣流直吹分子篩，縮短分子篩罐的使用壽命問題。
目前國內(nèi)市場存在部分廠家在電商平臺夸大家用制氧機的使用效果和適用范圍，以低廉的價格誘導消費者購買。實際上，(準)字體制氧機才是經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理局嚴格審批后進行生產(chǎn)銷售，這樣的制氧機所產(chǎn)生的氧氣純度及安全系數(shù)才能達到醫(yī)用氧氣標準，消費者在購買時需要謹慎。
隨著制氧機逐漸走入大眾生活，制氧機的發(fā)展也面臨著新的發(fā)展趨向。可以預見未來的制氧機在功用方面必將與其它電子移動端聯(lián)動，例如推出相應的手機App實現(xiàn)在線監(jiān)測控制，對如氧氣濃度、壓力等參數(shù)進行控制。同時節(jié)能環(huán)保及降低成本也將是制氧機技術(shù)提升的重點方向。
責任編輯：Dr發(fā)明家服務平臺
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陳龍