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，去除其中的氮氣，并提供高達(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％的氮氣，21％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：氮氣和氧氣（合計99％）。如果從空氣中除去氮氣，則剩余的主要氣體將是氧氣，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：
過濾器系列：過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：以升/分鐘（LPM）設(shè)置流量
制氧機(jī)是如何工作？
1.通過一系列過濾器的環(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，因為它們吸收了大量的氮。
3.現(xiàn)在因為空氣中只有氮和氧為主要成分，剩下的主要氣體是氧氣。這種氧氣的濃度高達(dá)95％，可以通過鼻導(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)開始壓縮空氣到第二分子篩。
6、當(dāng)此分子篩床被氮氣飽和時，在第一篩床中的氮氣被排出。排出后殘留在分子篩床中的少量氮可通過反沖洗另一分子篩床中的氧氣來去除。
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.此過程不斷重復(fù)以確保氧氣的連續(xù)流動。
2.切換篩床的這一過程稱為變壓吸附（PSA）。
3.然后使用流量計控制氧氣的輸出，在流量計中，可以以每分鐘升（LPL）為單位手動設(shè)置流量。
4.氧氣通過出口流出，在該出口通常通過加濕器連接諸如鼻插管或面罩之類的氧氣輸送系統(tǒng)。
大家通過原理應(yīng)該明白制氧機(jī)最終通過變壓吸附到氧氣輸送，氧氣輸出通過流量計控制，在流量計中，可以以每分鐘升（LPL）為單位手動設(shè)置流量。我們先來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，流量也是選擇制氧機(jī)一個標(biāo)準(zhǔn)。
這里引用一個制氧機(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，"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、每分鐘2升時、每分鐘3升時，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，出氧濃度會有所減小，在5升時為70%左右。
5升制氧機(jī)，出氧流量 選擇1~5升時，"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，它的出氧濃度為90%~96%；同時，選擇每分鐘4升時、每分鐘5升時，它都能提供氧濃度為90%~96%的氧療用氧氣。
這里大家要有個誤解，出氧濃度≠吸入氧濃度
醫(yī)生說的氧濃度是：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)）還是有點不明白！
那咱們用大白話來說！醫(yī)生說氧濃度就是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：絕對不是找30%氧濃度的制氧機(jī)，那種制氧機(jī)沒半毛錢用哈！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，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6升/分鐘的氧療，屬于開放式吸氧，實際到達(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，最后說說制氧機(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、每日需要長時間吸氧的：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"家用無創(chuàng)呼吸機(jī)"的兼容性不同
家庭用的無創(chuàng)呼吸機(jī)和醫(yī)院用的無創(chuàng)呼吸機(jī)不同，氧源往往是需要另外配備制氧機(jī)提供，因為面罩具有二氧化碳 "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，氧氣不能很好的進(jìn)入面罩內(nèi)，自然也就無法進(jìn)到氣道和肺內(nèi)，同時也 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，若連接于家用無創(chuàng)呼吸機(jī)上，常常不能夠滿足病人對氧氣的需求，影響到病人的治療效果。
因此，當(dāng)病人需要把家用無創(chuàng)呼吸機(jī)和制氧機(jī)連接使用時，醫(yī)生往往會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制氧機(jī)的工作原理，一臺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，其動力部件，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。更適合每日需要長時氧療的人群。例如，就慢阻肺人群來說，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升的氧氣來進(jìn)行氧療，這會使一些人認(rèn)為，只要3升制氧機(jī)就夠了，然而，在吸氧時間上，對于慢阻肺這類人群來說，每天需要的氧療的時間是比較長的，他們往往被建議，每日進(jìn)行的氧療時間不應(yīng)少于15小時，如果允許，最好24小時進(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小時或24小時長時間的工作，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)計為24小時運(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，因為5升壓縮機(jī)有著更大的排量，余量更多，5升壓縮機(jī)的排量雖然在長時間的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有所衰減，也能夠達(dá)到系統(tǒng)的最低要求，整體壽命更長。對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，對于15小時開機(jī)、24小時開機(jī)的用戶來說，他們還往往會在夜間休息時進(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。