exponenta event banner

Кислородный концентратор

В этом примере моделируется кислородный концентратор, связанный с моделью легкого. Одно из двух сит отфильтровывает азот из воздуха для получения концентрированного кислорода в резервуаре для продукта. Два сита периодически переключаются так, что, пока одно сито фильтруется, другое может продувать адсорбированный азот. Когда легочная модель вдыхает, часть богатого кислородом газа из резервуара для продукта смешивается с дыхательным потоком.

В этой модели показан один пример использования изменения свойств по умолчанию в свойствах влажного воздуха (MA). Используемый по умолчанию термин «сухой воздух» заменен на кислород, а используемый по умолчанию термин «следовой газ» заменен на азот. Таким образом, блок источника управляемого следящего газа (МА) может быть использован для удаления «следящего газа» (т.е. азота) из потока через сито.

Легкие представлены трансляционным механическим преобразователем (МА), который преобразует давление в поступательное движение. Задав единице площадь поперечного сечения интерфейса, смещение в механической поступательной сети становится показателем изменения объема, сила становится показателем давления, постоянная пружины - показателем упругости дыхания, а коэффициент демпфирования - показателем сопротивления дыханию.

Устройство имеет два режима работы: непрерывный или пульсирующий. Моделирование начинается в непрерывном режиме, который доставляет постоянный богатый кислородом поток в легочную модель. При t = 70 с имитация переходит в пульсирующий режим, который синхронизирует подачу кислорода с вдохом. Flow™ состояния используется для оценки вдохов в минуту и для управления предохранительным клапаном в устройстве.

Модель

Подсистема оценки дыхания

Логическая подсистема концентратора

Подсистема модели легких

Подсистема кислородного концентратора

Подсистема сита 1

Результаты моделирования из областей

Результаты моделирования из журнала Simscape

На этом графике показан объем, поставляемый устройством, рассчитанный на основе скользящего среднего расхода. В непрерывном режиме устройство подает около 1,2 л/мин. Во время пульсирующего режима, поскольку поток подается только во время ингаляции, устройство подает около 0,2 л/мин. Подаваемый богатый кислородом поток смешивают в маску вместе с воздухом из окружающей среды во время вдоха.

Этот график показывает давление воздуха и объем в легком. Легкое моделируется с простой механической упругостью и сопротивлением. Сила мышечного давления вызывает расширение объема легких, что снижает давление легких для втягивания воздуха из маски.