工業(yè)制氧機(jī)是怎么制氧的(工作原理圖圖解)
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制氧機(jī)是我們生活中比較常見的氧療設(shè)備，制氧機(jī)吸收室內(nèi)空氣，去除其中的氮?dú)猓⑻峁└哌_(dá)95％的純氧?？赡軐?dǎo)致某患者經(jīng)歷低氧水平的某些狀況包括手術(shù)恢復(fù)，COPD，睡眠呼吸暫停和貧血。增加血液中氧氣含量的一種簡(jiǎn)單方法是使用便攜式氧氣機(jī)或制氧機(jī)。
制氧機(jī)空氣的成分（78％的氮?dú)猓?1％的氧氣和1％的其他氣體，如二氧化碳，氬氣等）清楚地表明，空氣主要由兩種氣體組成：氮?dú)夂脱鯕猓ê嫌?jì)99％）。如果從空氣中除去氮?dú)?，則剩余的主要?dú)怏w將是氧氣，其純度約為90-95％。制氧機(jī)將這一思想與變壓吸附（PSA）的基本原理結(jié)合使用，以輸送90-95％的純氧。
空氣成分制氧機(jī)系統(tǒng)變量：
過(guò)濾器系列：過(guò)濾掉空氣中存在的雜質(zhì)
空氣壓縮機(jī)：將室內(nèi)空氣推入機(jī)器，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到分子篩床。
2分子篩床–沸石（微孔鋁硅酸鹽礦物）：具有捕獲氮的能力。
切換閥：在2個(gè)分子篩床之間切換壓縮機(jī)的輸出
氧氣出口：向患者釋放氧氣的開口
流量計(jì)：以升/分鐘（LPM）設(shè)置流量
制氧機(jī)是如何工作？
1.通過(guò)一系列過(guò)濾器的環(huán)境空氣（室內(nèi)空氣）（英文為：Ambient Air）被壓縮機(jī)吸入機(jī)器。
2.空氣被壓縮（COMPRESSOR）到第一分子篩床中，所有氮被吸附。分子篩床（sieve Bed）是多孔的，因此具有大的表面積，因?yàn)樗鼈兾樟舜罅康牡?
3.現(xiàn)在因?yàn)榭諝庵兄挥械脱鯙橹饕煞?，剩下的主要?dú)怏w是氧氣。這種氧氣的濃度高達(dá)95％，可以通過(guò)鼻導(dǎo)管，氧氣面罩等氧氣輸送系統(tǒng)提供給患者。
4.該壓縮機(jī)不斷壓縮環(huán)境空氣，直到它得到由氮飽和（填充）的空氣壓縮到第一分子篩床。分子篩床通常在20 psi的壓力下達(dá)到飽和。
5、在第一分子篩床飽和之前，切換閥起作用，空氣壓縮機(jī)的輸出立即切換到第二篩床，即壓縮機(jī)開始?jí)嚎s空氣到第二分子篩。
6、當(dāng)此分子篩床被氮?dú)怙柡蜁r(shí)，在第一篩床中的氮?dú)獗慌懦?。排出后殘留在分子篩床中的少量氮可通過(guò)反沖洗另一分子篩床中的氧氣來(lái)去除。
7、一旦第二篩床達(dá)到飽和，切換閥再次將空氣壓縮機(jī)的輸出切換回第一篩床。
1.此過(guò)程不斷重復(fù)以確保氧氣的連續(xù)流動(dòng)。
2.切換篩床的這一過(guò)程稱為變壓吸附（PSA）。
3.然后使用流量計(jì)控制氧氣的輸出，在流量計(jì)中，可以以每分鐘升（LPL）為單位手動(dòng)設(shè)置流量。
4.氧氣通過(guò)出口流出，在該出口通常通過(guò)加濕器連接諸如鼻插管或面罩之類的氧氣輸送系統(tǒng)。
大家通過(guò)原理應(yīng)該明白制氧機(jī)最終通過(guò)變壓吸附到氧氣輸送，氧氣輸出通過(guò)流量計(jì)控制，在流量計(jì)中，可以以每分鐘升（LPL）為單位手動(dòng)設(shè)置流量。我們先來(lái)看看所謂的幾升是什么意思。制氧機(jī)的流量表示制氧機(jī)每分鐘的氧氣量，3升就是3升/分鐘，5升就是5升/分鐘。其實(shí)，流量也是選擇制氧機(jī)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
這里引用一個(gè)制氧機(jī)出氧標(biāo)準(zhǔn)（僅供參考）：
升制氧機(jī)，出氧流量 選擇1~3升時(shí)，"出氧濃度"達(dá)90%~96% ，即：3升制氧機(jī)的每分鐘的出氧流量，用戶選擇每分鐘1升時(shí)、每分鐘2升時(shí)、每分鐘3升時(shí)，它都能提供氧濃度為90%~96%的氧氣。需要注意的是，一些3升制氧機(jī)，雖然可調(diào)到4升、5升的氣量，但在這種情況下，機(jī)器的出氧濃度不再是90%~96%，隨著出氧流量的增加，出氧濃度會(huì)有所減小，在5升時(shí)為70%左右。
5升制氧機(jī)，出氧流量 選擇1~5升時(shí)，"出氧濃度"達(dá)90%~96% ，即：5升制氧機(jī) 不僅包括了：每分鐘的出氧流量選擇為1升、2升、3升時(shí)，它的出氧濃度為90%~96%；同時(shí)，選擇每分鐘4升時(shí)、每分鐘5升時(shí)，它都能提供氧濃度為90%~96%的氧療用氧氣。
這里大家要有個(gè)誤解，出氧濃度≠吸入氧濃度
醫(yī)生說(shuō)的氧濃度是：吸入氧濃度（FiO2），常用以表示肺泡中參與氣體交換的氧氣百分比。
銷售人員口中的氧濃度是：制氧機(jī)的出氧濃度
公式：吸入氧濃度（FiO2）=[21+4*氧流量（升/分鐘）]（醫(yī)用氧標(biāo)準(zhǔn)≥90%氧濃度）（公式前提：氧源要達(dá)到醫(yī)用氧標(biāo)準(zhǔn)）還是有點(diǎn)不明白！
那咱們用大白話來(lái)說(shuō)！醫(yī)生說(shuō)氧濃度就是30%左右，你需要找的就是90%以上濃度的制氧機(jī)，然后流量開到2.5L左右。注意：絕對(duì)不是找30%氧濃度的制氧機(jī)，那種制氧機(jī)沒(méi)半毛錢用哈！空氣中的氧濃度還21%了，30%的氧濃度根本不管用。
要知道，選擇制氧機(jī)時(shí)候一定要知道吸入氧濃度是什么意思！??！
要知道，選擇制氧機(jī)時(shí)候一定要知道吸入氧濃度是什么意思?。?！
要知道，選擇制氧機(jī)時(shí)候一定要知道吸入氧濃度是什么意思?。?！
由于：3升制氧機(jī)和5升制氧機(jī)，提供醫(yī)用氧氣流量的范圍是不同的，故當(dāng)你使用最為常見的鼻氧管（也稱：鼻導(dǎo)管、鼻吸管）這種裝置進(jìn)行吸氧時(shí)，因吸氧流量而導(dǎo)致吸入氧濃度FiO2有所差別。
"標(biāo)準(zhǔn)鼻氧管"，為低流量吸氧裝置，常用于不超過(guò)6升/分鐘的氧療，屬于開放式吸氧，實(shí)際到達(dá)肺部的氧氣濃度是：制氧機(jī)的氧氣混合了空氣后的氧氣濃度。
若使用最為常見的鼻氧管進(jìn)行吸氧，由出氧流量、出氧濃度，得出吸入氧濃度FiO2估算值的公式為：
吸入氧濃度FiO2 估算值= 21% + 4 × 每分鐘出氧流量（升） × 制氧機(jī)的出氧濃度（%）
由上述公式，我們可以得出3升家用制氧機(jī)，出氧流量和FiO2（吸入氧濃度）估算值的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)：
出氧流量（升/分鐘） 出氧濃度（%） FiO2的估算值（用鼻氧管）
1升/分鐘 90% ~ 96% 24.6% ~ 24.84%
2升/分鐘 90% ~ 96% 28.2% ~ 28.68%
3升/分鐘 90% ~ 96% 31.8% ~ 32.52%
同樣地，我們還可以得出5升家用制氧機(jī)，出氧流量和FiO2（吸入氧濃度）估算值的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)：
出氧流量（升/分鐘） 出氧濃度（%） FiO2的估算值（用鼻氧管）
1升/分鐘 90% ~ 96% 24.6% ~ 24.84%
2升/分鐘 90% ~ 96% 28.2% ~ 28.68%
3升/分鐘 90% ~ 96% 31.8% ~ 32.52%
4升/分鐘 90% ~ 96% 35.4% ~ 36.36%
5升/分鐘 90% ~ 96% 39.0% ~ 40.20%
好了，最后說(shuō)說(shuō)制氧機(jī)適用人群：
1升、2升制氧機(jī)，多用于輕微缺氧人群的保健型吸氧，例如：輕微缺氧的孕婦、白領(lǐng)等人群。
3升制氧機(jī)，多用于：輕中度呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病、三高等人群。
5升制氧機(jī)，多用于：重癥疾病患者、需要使用呼吸機(jī)人群、每日需要長(zhǎng)時(shí)間吸氧的：慢阻肺、肺纖維、肺切除、肺癌、塵肺、矽肺等人群。
3升機(jī)、5升機(jī)對(duì)"家用無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)"的兼容性不同
家庭用的無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)和醫(yī)院用的無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)不同，氧源往往是需要另外配備制氧機(jī)提供，因?yàn)槊嬲志哂卸趸?"貯存效應(yīng)" ，且面罩內(nèi)的壓力較大，一般當(dāng)小于5升/分鐘的氧流量時(shí)，氧氣不能很好的進(jìn)入面罩內(nèi)，自然也就無(wú)法進(jìn)到氣道和肺內(nèi)，同時(shí)也 不能將呼氣的 二氧化碳 沖出至面罩外。
另外，由于面罩內(nèi)氣流量很大，進(jìn)入的氧氣還會(huì)被嚴(yán)重稀釋。所以，3升制氧機(jī)低流量的出氧，若連接于家用無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)上，常常不能夠滿足病人對(duì)氧氣的需求，影響到病人的治療效果。
因此，當(dāng)病人需要把家用無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)和制氧機(jī)連接使用時(shí)，醫(yī)生往往會(huì)建議他們至少需要配備5升的家用制氧機(jī)，或者更大流量的制氧機(jī)，才較為合適。
上面原理為大家介紹一臺(tái)制氧機(jī)的工作原理，一臺(tái)5升的制氧機(jī)，其內(nèi)部填裝的分子篩用量比3升制氧機(jī)更多，同時(shí)，其動(dòng)力部件，也是主要成本，制氧機(jī)內(nèi)的空氣壓縮機(jī)能承受的工作負(fù)荷更多。更適合每日需要長(zhǎng)時(shí)氧療的人群。例如，就慢阻肺人群來(lái)說(shuō)，比起3升制氧機(jī)，他們就更應(yīng)該使用5升的制氧機(jī)。
在吸氧流量上，慢阻肺人群應(yīng)該采取低流量：每分鐘1.5~2.5升的氧氣來(lái)進(jìn)行氧療，這會(huì)使一些人認(rèn)為，只要3升制氧機(jī)就夠了，然而，在吸氧時(shí)間上，對(duì)于慢阻肺這類人群來(lái)說(shuō)，每天需要的氧療的時(shí)間是比較長(zhǎng)的，他們往往被建議，每日進(jìn)行的氧療時(shí)間不應(yīng)少于15小時(shí)，如果允許，最好24小時(shí)進(jìn)行吸氧。
3升制氧機(jī)，單單每分鐘開著1.5~2.5升，3升機(jī)搭載的空氣壓縮機(jī)已承載了一定的工作負(fù)荷，再接著15小時(shí)或24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的工作，這使得壓縮機(jī)的壽命大幅下降，容易導(dǎo)致機(jī)器故障的發(fā)生。
5升制氧機(jī)，許多企業(yè)都有把5升制氧機(jī)設(shè)計(jì)為24小時(shí)運(yùn)行機(jī)制，壓縮機(jī)的排量是更大的，性能更強(qiáng)，當(dāng)選擇1.5~2.5升時(shí)，因?yàn)?升壓縮機(jī)有著更大的排量，余量更多，5升壓縮機(jī)的排量雖然在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有所衰減，也能夠達(dá)到系統(tǒng)的最低要求，整體壽命更長(zhǎng)。對(duì)于慢阻肺人群的這種吸氧模式，就顯得更為穩(wěn)妥、合適。這就是許多專業(yè)醫(yī)師，推薦他們使用5升制氧機(jī)的重要緣由。
特別的，對(duì)于15小時(shí)開機(jī)、24小時(shí)開機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)，他們還往往會(huì)在夜間休息時(shí)進(jìn)行吸氧，5升制氧機(jī)中，有不少高端靜音型、高質(zhì)量的制氧機(jī)的選擇，能夠更好地滿足他們的吸氧需要。