车载型膜分离制氧机高原实地应用效果评价
医用分子制氧机在高原缺氧环境中的应用效果评估与临床探讨

医用分子制氧机在高原缺氧环境中的应用效果评估与临床探讨随着人们生活水平的提高,对健康的关注也越来越重要。
然而,在一些特殊环境下,如高原缺氧地区,人们往往面临着严重的氧气供应不足问题,这对身体健康带来了巨大的威胁。
为了缓解这种情况,医学界开发了医用分子制氧机,在高原缺氧环境中得到了广泛的应用。
本文将对医用分子制氧机在高原缺氧环境中的应用效果进行评估与临床探讨。
一、医用分子制氧机的特点医用分子制氧机是一种将空气分离为氧气和氮气的设备,通过氧气浓缩来满足患者的氧气需求。
与传统的氧气瓶相比,医用分子制氧机具有以下优点:1、灵活性高。
氧气瓶需要定期更换,而医用分子制氧机可以长时间使用,大大减少了更换的频率。
2、方便携带。
氧气瓶比较沉重,不易携带,而医用分子制氧机较为轻便,患者可以方便携带。
3、安全性高。
氧气瓶具有爆炸的危险,而医用分子制氧机采用气体分离技术,安全性更高。
4、节能环保。
氧气瓶使用后需要更换,而医用分子制氧机使用寿命较长,大大节约了资源。
同时,医用分子制氧机工作时不会产生任何污染。
二、医用分子制氧机在高原缺氧环境中的应用效果评估1、提高治疗效果高原缺氧环境中,氧气供应不足,患者容易出现缺氧症状,如头晕、气促、乏力等。
医用分子制氧机可以通过氧气浓缩来提高患者的氧气供应,从而有效缓解患者的缺氧症状,提高治疗效果。
2、减少并发症缺氧环境下,患者易出现一些并发症,如心脑血管疾病、肺部感染等。
医用分子制氧机可以提高患者身体的氧气供应,降低并发症的发生率。
3、改善生活质量氧气不足会影响身体各个器官的正常功能,导致患者的生活质量下降。
医用分子制氧机可以提高患者的氧气供应,有助于提高患者的生活质量。
三、医用分子制氧机的选择和使用1、选择医用分子制氧机时要选择正规生产厂家生产的产品,并咨询专业人士的意见。
2、使用医用分子制氧机时要按照产品说明书的要求进行操作,避免出现使用不当的情况。
3、定期维护和清洁医用分子制氧机,确保其正常运行。
油田用车载膜分离制氮装置的结构原理及应用

一、引言随着石油工业的发展,石油储量逐年下降,石油的开采越来越困难。
然而仍然有近2/3的原油因一二次未能采出而被封锁在地下,现在人们正为此而全力探索新方法和新技术。
向油层注氮以提高原油采收率,就是其中一项新技术。
利用氮气自身特性进行油层压力保持、混相与非混相驱及重力泄油等技术,可大大提高采收率,对我国石油工业稳产、高产具有很大意义。
因此氮气设备在油田有广阔的市场。
目前各油田使用的成套氮气设备主要依靠进口,其价格昂贵,配件采购供应周期长,服务维修不及时等诸多因素严重影响油田的采油量。
因而研制属于我们国内自主产权的油田用车载式制氮装置是市场发展的必然需求,而将技术领先,性能稳定的制氮油田用车载膜分离制氮装置的结构原理及应用◎文/周晓娴(山西汾西机电有限公司 太原理工大学机械工程学院 030027)摘 要: 本文主要介绍了油田用车载膜分离制氮装置五大系统的结构,及每个系统的设计技术特点。
关键词: 油田车载;空气源;膜组;增压机;PLC;触膜屏;RS458装置推向油田市场,是研制企业的责任和义务。
二、系统概述油田用车载式制氮装置按制氮方式分为:车载分子筛变压吸附制氮装置、车载膜分离制氮装置;按驱动方式分为:车载电驱动制氮装置、车载柴油驱动制氮装置。
我们结合自己企业的技术力量和市场的需求研制油田车载膜分离制氮装置。
2.1结构组成油田车载膜分离制氮装置主体部分主要由六大部分组成:A、主动力系统B、压缩空气及净化系统C、低压氮气发生系统D、高压氮气增压系统E、泡沫发生系统F、控制系统G、其他附属系统2.2技术特点:A、主动力系统(1)牵引车、载重挂车选用北方奔驰ND4253B34J,可载重量32T,车图(a) 油田车载膜分离制氮装置结构图体长12米。
有独立的液压系统,可快速的支撑起车体。
整套设备的移动方便,快捷,减少了转场时间,减少了成本开销。
(2)配备S800KVA铠装移动式箱式变压器,为设备提供不同等级的电压,同时配有高压计量装置,实时显示并记录设备的用电量,为设备的运行成本提供数据。
适合高原的制氧机

适合高原的制氧机众所周知,高原空气稀薄,一般只有平原的50~70%的密度,平原用制氧机上到高原基本难以制取医疗用氧,高海拔制氧机是对制氧机制造厂商技术的综合挑战。
高原海拔高,气压低,氧气含量少,利用这一低压缺氧环境,可提高人体的体力耐力素质,故其成为体育界耐力训练的“宝地”。
高原的特点有:缺氧、寒冷、湿度低、阳光辐射强。
氧源长期做专业的制氧机,总结出以下几点选购建议,供高原地区客户参考:1、制氧机的噪音水平最好小于45分贝,制氧机是长时间工作的电器,声音一定不能太大,否则会影响本人及他人的休息,特别是在夜晚,所以工作时的电机声音要小2、好的制氧机厂家要通过ISO国际和CE欧洲质量体系认证的制氧机(氧气机),要注意制氧机上市要在两年以上的品牌,这样能够有比较好的品质保证和相关认证。
3、制氧能力要强。
压缩机排气量最好能够达到每小时3.8-4.2立方米。
这样在空间比较大的客厅,大排气量的制氧机能够保证空间每个角落都能够有充足的氧气供应。
4、具备累计计时功能。
它可以统计氧气机的使用寿命,以便为日后长期保养维修和服务提供客观的准确数据。
国际标准的要求制氧机配备累计计时器,这也是产品质量优劣的体现。
好的制氧机使用寿命要能保证上万小时。
那我就要强势给大家推荐一款适合高原的车载制氧机了,西安氧源电子的高原车载制氧机适合小型汽车、中巴、大巴、载重车、工程机械等分路供氧。
可用于:三菱帕杰罗、丰田霸道、北京吉普、勇士、依维柯、考斯特面包及工程挖掘机等设备专配。
产品主要特点1、采用先进的膜分离技术制氧。
2、恒定产出浓度30%的氧气(医学界认定的安全浓度),无需监测。
3、独有空气加湿功能(相对湿度可增加50%),无需氧气湿化装置。
4、可在海拔6000米以下范围正常连续工作。
5、体积小、重量轻、功耗低(详见技术参数)。
6、出气量大(满足高原人体正常呼吸每分钟5至7升的需要)。
7、操作简便,使用汽车点烟器电源即可。
8、采用面罩与吸氧管供氧。
青藏铁路与氧气——青藏高原变压吸附与膜分离制氧报载与文献综述

,*旅铁路: 世界之橄的新的 铜铁长 城
青藏铁路的修建工程, 是世界铁路建设史上的辉煌
壮举。中国人在 “ 生命禁区” ,冒严寒、迎风雪、抗缺 氧、 斗冻土, 挑战极限, 勇创一流, 攻克了 “ 高寒缺氧、 多年冻土、 生态脆弱” 三大世界性难题。 一条修筑在平
路全线通车。
全长1 2 1 公里的青藏铁路格拉段建设用的钢轨( 4 1 4
万多吨) 全部为国产 ( 由攀钢、 包钢、 鞍钢提供) 有氧 , 的创新的高原旅客列车拥有自主知识产权, 世界之巅新 的钢铁长城一 青藏铁路全线通车, 彰显了 “ 达10 0多公里的世界第一流
的高原冻土铁路( 世界上冻土铁路行车平均时速一般为 5 公里左右, 0 最高也只有7 公里) 正如世界各国媒体 0 , 报道所称“ 青藏铁路是堪与万里长城媲美的伟大工程” , “ 中国使不可能变成了可能” 。
关组创造性地提出了 “ 有压吸附、 高原低气压直接解吸 的变压吸附制氧工艺和隧道掌子面弥散供氧和氧吧车供
含氧量低于 1 8 %就不行, 再低就会出现 “ 缺氧症” ,日
本 界限 6O 空 氧 度 至1 -% 划的 为1 Z当 气中 浓 低 0 - , %。 %6
人就会出现意识不清,严重的要濒于死亡。
“ 先生存, 再生产” 对所有参建人员进行严格体检, 。 免
费发放防寒用品和抗缺氧药物。 铁路沿线建立了14 4个 三级医疗机构, 0 每1公里一座医院, 医务人员与施工人
冷( 年平均气温在零摄氏 度以下, 一般为一 ', 4 最低 C
达一 0 历史最低曾达一 52 。 40 C, 4 .C) 这正如人们形容的 那样:“ 氧气吸不饱,六月穿棉袄,积雪化不了,风吹 石头跑” 。但就是在这样的恶劣环境下,中国人铺就了 创造一系列世界之最的青藏铁路,确实是一个奇迹! 缺氧,是青藏高原筑路的 “ 第一威胁” ,缺氧引起 的肺水肿、 脑水肿对职工的生命如一颗定时炸弹。 铺轨 架桥, 稍一用力就需要氧气。 一般平原人到高原, 易发 生 “ 高原反应” ,不适应就会得 “ 高原病” 。高原反应, 指人到达一定海拔高度后, 身体为适应因海拔高度增高 造成的气压低、 含氧少、 空气干燥等的变化, 而产生的
膜分离技术应用的研究进展

膜分离技术应用的研究进展一、本文概述随着科技的不断进步,膜分离技术作为一种高效、环保的分离技术,已经在多个领域得到了广泛的应用。
膜分离技术,利用特定的膜材料对混合物中的不同组分进行选择性分离,具有操作简便、能耗低、分离效果好等优点,因此在化工、环保、食品、医药等领域有着广阔的应用前景。
本文旨在对膜分离技术应用的研究进展进行全面的综述,分析各类膜材料的性能特点,探讨膜分离技术在不同领域的应用现状,以及未来可能的发展趋势。
通过对膜分离技术的深入研究,我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考。
二、膜分离技术的分类与特点膜分离技术是一种基于膜的选择性渗透原理,用于分离、提纯和浓缩溶液中的不同组分的高效分离技术。
根据其分离机制和操作原理,膜分离技术主要分为以下几类,并各自具有其独特的特点。
微滤(Microfiltration,MF):微滤膜通常具有较大的孔径,能够有效截留溶液中的悬浮物、颗粒物和细菌等。
其特点是操作简单、高通量、低能耗,广泛应用于水处理、食品加工和制药等领域。
超滤(Ultrafiltration,UF):超滤膜的孔径介于微滤和纳滤之间,能够截留分子量较大的溶质和胶体物质。
超滤技术具有分离效果好、操作简便、对热敏性物质损伤小等优点,常用于蛋白质、酶等生物大分子的分离和纯化。
纳滤(Nanofiltration,NF):纳滤膜的孔径较小,能够截留分子量较小的溶质和无机盐。
纳滤技术具有对有机物和无机盐的高效分离能力,且能在较低的操作压力下实现较高的分离效率,适用于水软化、废水处理和食品工业等领域。
反渗透(Reverse Osmosis,RO):反渗透膜具有极小的孔径,能够截留溶液中的绝大多数溶质,实现高纯度水的制备。
反渗透技术具有分离效果好、产水水质高、操作稳定等优点,是海水淡化、苦咸水脱盐、工业废水处理等领域的首选技术。
电渗析(Electrodialysis,ED):电渗析技术利用电场作用下的离子迁移原理,实现溶液中阴阳离子的分离。
高原自驾游车载制氧机

高原自驾游车载制氧机高原自驾游车载制氧机。
随着人们生活水平的提高,选择自驾游的人越来越多,如果您本身患有一些呼吸系统疾病,如哮喘、支气管炎等,那么车中一定要备一台制氧机,以备不时之需。
如果您打算自驾去一些海拔较高的地区,如西藏、云南等地,那么高原反应的影响不可忽视,海拔突然升高,空气稀薄,随之而来的就是高原反应,缓解高原反应的直接办法就是吸氧。
自驾游需要的车载制氧机体积小巧便于携带,方便放在车中,以供驾驶员不适时随时吸氧。
可以使用车载电源,最好还有备用的蓄电池供电。
那么,高原自驾游车载制氧机如何选购呢?西安氧源电子的高原车载制氧机适合小型汽车、中巴、大巴、载重车、工程机械等分路供氧。
可用于:三菱帕杰罗、丰田霸道、北京吉普、勇士、依维柯、考斯特面包及工程挖掘机等设备专配。
产品主要特点1、采用先进的膜分离技术制氧。
2、恒定产出浓度30%的氧气(医学界认定的安全浓度),无需监测。
3、独有空气加湿功能(相对湿度可增加50%),无需氧气湿化装置。
4、可在海拔6000米以下范围正常连续工作。
5、体积小、重量轻、功耗低(详见技术参数)。
6、出气量大(满足高原人体正常呼吸每分钟5至7升的需要)。
7、操作简便,使用汽车点烟器电源即可。
8、采用面罩与吸氧管供氧。
9、增加机体血氧饱和度,提高氧分压,防止高原反应发生。
西安氧源电子有限公司专业致力于特殊作业环境缺氧防治新技术及新装备的研发、生产、销售和技术服务,和中国人民解放军数所大学建立了密切的科研合作关系,共同承担着国家科技部“十二五”重大科技支撑计划,在膜分离制氧新技术方面取得了重大突破。
目前,已研发出“高原弥散式制氧机”“高原车载氧气机”“高原单兵氧气机”“便携式氧气机”等军民两用的系列新产品。
近年来,产品已经在高原地区的军事作业、科考、施工、民航、运输等领域进行了广泛应用。
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贵州汽车制氧机方案
贵州汽车制氧机方案简介贵州汽车制氧机方案是针对贵州地区缺氧的问题提出的一种解决方案。
该方案旨在为贵州地区的汽车提供足够的氧气,以保障车内人员的舒适与安全。
本文将从方案原理、实施步骤和效果评估三个方面进行阐述。
方案原理贵州汽车制氧机方案主要依靠汽车内部的空气净化系统来制造氧气。
具体原理如下:1.空气采集:汽车制氧机通过空气净化器,采集车内部的空气,并将其导入到氧气制造装置中。
2.氧气分离:氧气制造装置将空气中的氧气与其他成分进行分离,仅保留纯净的氧气。
3.氧气储存:制造出的氧气将被储存于氧气罐中,以备后续使用。
4.氧气供给:储存的氧气将通过供氧管路连接到汽车内部,为车内人员提供所需的氧气。
该方案的原理简单明了,通过空气采集、氧气分离、储存和供给等步骤,实现了对汽车内部的氧气进行有效供给。
实施步骤为了实施贵州汽车制氧机方案,需要经过以下步骤:1.确定需求:首先需要确定车内人员的氧气需求量和频率,并根据需求量选择适当的制氧机型号和氧气罐容量。
2.安装制氧机:将制氧机安装在汽车内部的适当位置,确保其稳固可靠,并连接好氧气供给管路。
3.连接电源:将制氧机与车辆的电源系统连接,确保制氧机正常工作。
4.调试设备:启动制氧机,调试设备参数,确保制氧机能够正常制造和供应氧气。
5.完善管路系统:确保氧气供给管路系统的密封性和安全性,以免发生泄漏等事故。
6.进行测试:在安装完成后,对制氧机进行测试,验证其制氧效果和稳定性。
7.质量评估:根据实际使用情况,对贵州汽车制氧机方案进行质量评估,评估其是否满足贵州地区的氧气需求。
效果评估贵州汽车制氧机方案的效果将通过以下指标进行评估:1.氧气产量:通过测试制氧机的氧气产量,评估其是否能够满足车内人员的需求。
2.氧气纯度:通过测试制氧机产生的氧气纯度,评估其是否达到标准纯度要求。
3.加载能力:评估制氧机的加载能力,即在不同负载情况下,制氧机是否能够保持稳定供氧。
4.安全性能:评估制氧机的安全性能,包括氧气供给管路的密封性和氧气罐的安全性等。
车用柴油机高原环境适应性评价研究
车用柴油机高原环境适应性评价研究随着近年来中国内陆地区经济的快速发展,车用柴油机在高原地区的使用需求日益增长。
但高原环境的气压、温度、湿度、空气密度等特殊的自然条件,对车用柴油机的性能、耗油率、排放等方面产生了巨大的影响,因此对车用柴油机的高原环境适应性进行评价显得尤为重要。
一、高原环境对车用柴油机性能的影响1.氧气含量减少导致燃烧不充分,动力输出下降2.空气密度减小使得进气量减少,燃油的供应不足,降低油耗率3.气温下降导致燃油的喷出效果变差,使得燃烧时间延长,功率不足4.湿度低下使得柴油机内部的摩擦系数增大,摩擦阻力增加二、高原环境对车用柴油机排放的影响1.氧气含量减少,氮氧化物的生成减少,但是氧气不足导致污染物粒子增多2.因为空气密度的减小,汽车排放的氧气比例也会减少,如果此时发动机的燃烧不充分,就会产生较多的CO和HC等挥发性有机物3.气温下降使得尿素液体更难挥发,从而导致SCR催化剂的效率降低,对氮氧化物的去除率减小三、高原环境适应性评价的研究针对高原环境对柴油机的影响,目前的评价方法主要有以下几种:1.道路试验法:通过对在高原环境中行驶的车辆进行采集并分析相应的数据,来评价车用柴油机的性能以及排放情况,并对车用柴油机进行适应性的评价。
2.实验室试验法:通过将车用柴油机在高原环境下的性能和排放情况与低海拔地区进行比较,从而评价其高原适应性。
3.数值模拟方法:基于氧气含量、空气密度、湿度和气温等因素对车用柴油机的影响,采用数学模型对高原环境下的性能和排放进行预测和评价。
四、提高车用柴油机的高原适应性为了在高原地区获得更好的行驶体验并有效改善车用柴油机的性能和排放,需要考虑以下措施:1.优化燃烧道路设计:通过改善燃油喷射装置、增加压缩比和改善气道等方式优化燃烧道路。
2.调整燃烧控制参数:调整燃油质量和供氧量等参数,以确保燃烧效果良好。
3.使用高品质燃油:选择符合高原环境特点的高品质的柴油来改善发动机的燃烧和排放质量。
青藏高原环境对车辆装备技术性能的影响
冷 启 动 困难 青藏 高原 地 区大 气压 力低 、 空 气
动 力 性 能 下降 装 用 柴 油 发 动机 的车 辆 装 备
在青 藏 高原 地 区使 用 时 , 由于大 气压 力 和 空 气 密度
低、 进 气量 减 少 等 因 素 , 导 致 柴 油 发 动 机 空 燃 比变 小、 混合 气变 浓 、 燃烧始点相对滞后 、 燃 烧 恶化 , 使 柴 油发 动机 的功 率和 扭 矩下 降。此 外 , 装 用 柴 油发 动机 的车辆 装 备在 青 藏 高原 山 区行 驶 时 , 由于坡 度 陡 而长 、 弯道 急而 多, 经 常采 用低 速 挡 行驶 , 柴 油发 动机 长 时间满 负 荷工 作 , 使 柴 油发 动机 工作 温度 偏
前, 空 气流 量 与温 度 同时 下 降 , 导致 缸 内混 合 气 及 燃 烧条 件 很难 达 到柴 油 压燃 和 续燃 要 求 ; 到 达青 藏
非增 压 型 柴油 发 动机 的额 定 功 率下 降十分 明显 , 油
耗 率显 著增加 。 例如, 解放 C A1 1 2 1型运 输 车在 海拔 4 0 0 0米左 右地 区行驶 时 , 最高 车速 只 有 7 5千 米/ 小
高, 导致 动 力性 与经济 性都 下 降。海拔 每 升高 1 0 0 0 米, 大 气 压 力约 下降 l 1 . 5 %, 空气密度减小约 9 %,
中的含 氧 量 少 、 昼 夜 温差 大 , 对装用柴油发动机 的 车辆装 备 的冷 启 动性 能影 响较 大 。在 海拔 4 5 0 0米 的 羊八 井地 区 , 所有 的东 风 E Q 2 1 0 2 N型 、 E Q 2 1 0 2 型 牵引车 和猛 士 E Q 2 0 5 0型越 野指挥 车全 部 表现 为
制氧机高原测试方法
制氧机高原测试方法随着人们对高原地区旅游和生活的需求增加,制氧机在高原地区的使用也越来越普遍。
然而,由于高原地区的氧气含量较低,制氧机在高原地区的使用效果可能会受到一定的影响。
因此,进行制氧机在高原地区的测试是十分必要的。
一、测试环境准备在进行制氧机高原测试之前,需要准备一个符合高原地区气候条件的测试环境。
一般来说,海拔在3000米以上的地区被认为是高原地区。
选择一个典型的高原地区,确保测试环境的海拔符合要求。
二、测试设备准备进行制氧机高原测试需要准备以下设备:1. 高原测试仪:用于测试高原地区的氧气含量和气压等参数。
2. 制氧机:被测试的制氧机,确保其处于正常工作状态。
3. 氧气浓度检测仪:用于检测制氧机输出的氧气浓度是否符合要求。
三、测试步骤1. 将高原测试仪放置在测试环境中,确保其处于稳定状态。
2. 将制氧机连接到高原测试仪,确保连接稳固可靠。
3. 打开制氧机,将氧气输出管插入氧气浓度检测仪中。
4. 记录下制氧机的工作参数,包括氧气流量、氧气浓度等。
5. 开始测试,观察制氧机的工作状态和输出的氧气浓度。
6. 持续测试一段时间后,停止制氧机的工作,记录下停止后的氧气浓度和其他参数。
7. 将测试结果进行统计和分析,评估制氧机在高原地区的适用性和性能。
四、测试结果分析根据测试结果进行分析,主要包括以下几个方面:1. 制氧机在高原地区的输出氧气浓度是否达到预期要求。
2. 制氧机在高原地区的工作稳定性如何,是否容易出现故障。
3. 制氧机在高原地区的能耗情况如何,是否能够满足长时间使用的需求。
4. 制氧机在高原地区的噪音和振动情况如何,是否对使用者造成不便。
5. 制氧机在高原地区的适用范围和使用限制有哪些,是否适用于各种气候条件。
五、测试结论根据测试结果和分析,得出制氧机在高原地区的适用性结论。
如果制氧机在高原地区的测试表现良好,能够满足使用者的需求,那么可以推荐其在高原地区使用。
如果制氧机在高原地区的测试表现不佳,存在一些问题或限制,那么需要进一步改进和完善,以提升其在高原地区的适用性。
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车载型膜分离制氧机高原实地应用效果评价颜泽栋;单帅;申广浩;刘娟;谢康宁;景达;罗二平【摘要】目的:测试高原车载型膜分离制氧机在高原低氧环境下的性能指标,并评价其抗缺氧效果.方法:在海拔3866 m,分别对4台车载型膜分离制氧机的富氧浓度、流量以及产出气体的温湿度进行连续测试,并征集26名受试者,在静息状态下分别检测使用制氧机前后的血氧饱和度(SpO2)和心率(HR),并进行对照.结果:制氧机的产氧体积分数为(26.7±0.8)%,富氧流量为(5.4±0.4)L/min,与环境空气温湿度比较,产出气体温度升高了(4.3±1.4)℃、湿度增加了(15.5±2.1)%.静息状态下,使用制氧机后,受试者SpO2明显升高(P<0.01),HR明显降低(P<0.05).结论:车载型膜分离制氧机性能稳定、抗缺氧效果显著,同时使用方便、舒适性好.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2016(037)010【总页数】3页(P13-15)【关键词】膜分离;制氧机;高原【作者】颜泽栋;单帅;申广浩;刘娟;谢康宁;景达;罗二平【作者单位】710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院;710032西安,第四军医大学生物医学工程学院【正文语种】中文【中图分类】R318.6;TH777我国高原辽阔,高海拔地区约占国土面积的1/6,对长期驻守或急进高原官兵来说,其低压、低氧的大气特点会引发低氧血症,造成神经组织和感觉机能受损、记忆力下降等,特别是在长时间、高强度和极端气候条件下更加突出[1]。
未来高原边境作战预警时间短,要求作战部队由低海拔地区急速跃迁至高海拔地区作战,其机动距离和跃迁海拔之大极易使官兵罹患急性高原病,造成非战斗减员[2]。
同时,高原后勤补给任务重,高原行车距离长、海拔起伏大,容易引起司乘人员的急性高原反应,脑体功能下降明显,引发交通事故。
因此,如何采取有效措施改善供氧技术,以提高高原官兵作业能力和健康水平,是高原军事医学研究领域的重要课题[3]。
目前,关于以液氧罐、高原富氧室为代表的增氧式抗缺氧装备和以帐篷式、舱车式增压氧舱为代表的增压式抗缺氧装备对于改善机体缺氧的研究已有报道[4-9],但由于其结构复杂、便携性差、安全隐患多,限制了在群体作业中的应用。
在海拔3 866 m的高原地区,我们测试了自主研制的车载型膜分离制氧机(以下简称“制氧机”)的性能参数,对比使用该制氧机富氧前后机体血氧饱和度(SpO2)及心率(HR)的变化,旨在研究该制氧机的使用效果。
1.1 实验仪器制氧机(样机)由第四军医大学生物医学工程学院研制,由高速风机、小型真空泵、富氧膜组件、出气口、管路及面罩组成。
仪器的总质量为1.5 kg,机身的尺寸为246 mm×148 mm×152.5 mm,整机功率为46W。
为实现便携,仪器可使用锂离子充电电池(12V,7800mAh,0.6kg),该电池一次性充电可连续工作2 h。
该仪器以现场空气为原料,基于膜法空分制氧[10-11]新技术,采用自行研制的特殊高分子聚合膜和小型高效真空泵[12],利用氧气和氮气透过富氧膜的“溶解—扩散—解吸”原理,实现氧气的富集,具有体积小、易携带、功耗低等优点,利于车载。
仪器的原理框图和实物图分别如图1、2所示。
氧气体积分数检测采用磁氧原理的氧气分析仪(德国西门子OXYMAT-61型),气体流量检测采用玻璃转子流量计(LZB-6WB型),环境参数检测采用温湿度检测仪(Victor 231型),SpO2和HR的检测采用指套式脉搏氧检测仪(西安蓝港)。
1.2 实验对象海拔3 866 m(青海省格尔木市小南川),26名受试人员(男性、女性各13名)乘火车急进高原,年龄20~39岁(平均27.6岁),近期内没有服用任何药物,均自愿参与本次实验。
1.3 实验方法与步骤1.3.1 仪器性能参数测试首先,对4台制氧机(A、B、C、D)的富氧浓度、流量以及装置出口气体的温湿度进行连续1 h的检测(间隔5 min)。
由于实验仪器有限,无法对4台装置同时进行测试,故4台装置测试时环境温度的初始值并非一致,该指标在下述统计分析中已标明。
1.3.2 高原环境下使用制氧机前后人体SpO2和HR的变化在静息状态下,首先检测26名受试者的SpO2和HR值;1 h后,要求受试者统一使用该型制氧机进行富氧(鼻塞管方式吸氧15 min),行自身前后对照实验。
1.4 数据处理所有数据均以xˉ±s表示,用SPSS 13.0统计学软件进行配对t检验,显著性水准设为0.05。
2.1 仪器参数测试结果在海拔3 866 m处,4台制氧机的富氧浓度、新风流量以及出口气体的温湿度在1 h内的变化情况如图3所示。
结果显示,制氧机富氧浓度为(26.7±0.8)%,富氧流量为(5.4±0.4)L/min。
同时,该装置富氧后,可以提高环境空气的温度ΔT=(4.3±1.4)℃和相对湿度ΔH=(15.5±2.1)%。
2.2 高原环境下使用制氧机前后人体SpO2和HR的变化在海拔3 866 m,使用该型制氧机进行富氧前后人体SpO2与HR的变化情况见表1。
从表1可以看出,使用该型制氧机富氧后能够使SpO2升高,并使HR下降,二者的差异均具有统计学意义(P<0.05)。
SpO2和HR作为反映机体劳动能力和心脏功能的重要指标[13],在评价机体在低氧环境下从事体力劳动时的缺氧状况和劳动能力中有重要意义。
在高海拔地区进行体力劳动时,由于机体呼吸和循环等系统供氧能力的降低,导致心肺的代偿功能难以维持正常SpO2水平,SpO2下降和HR上升非常明显,从而使机体出现缺氧症状,使劳动力下降[14]。
在零海拔地区(海平面),氧气的体积分数约为21%(标准大气压下),随着海拔高度的上升,空气越来越稀薄,空气总压强减小,组织和动脉血中氧气的分压也随之下降。
尽管机体在低氧环境下存在一系列代偿机制,但对于部队官兵来说,在高海拔低压低氧地区从事军事作业仍会出现不同程度的高原反应。
基于此,课题组基于先进的膜法空分技术成功研制了新型制氧机。
膜分离材料对氧气和氮气的渗透系数不同,即单位时间内氧气和氮气透过分离膜的速率不同(“溶解—扩散—解吸”原理)。
分离动力来自于富氧膜两侧气体的分压差,由真空泵来提供。
该型制氧机以高原现场空气为原料,工艺简单,操作方便,可以提高产品气的氧气体积分数,提升吸入气的氧分压,借以改善机体的作业效能。
West[15]指出,在高海拔地区,氧气体积分数每增加1%,可降低等效海拔高度300 m。
由高原实地测试结果来看,该型制氧机性能稳定,可降低等效海拔高度1 740~2 160 m,并能显著提升受试者的SpO2(P<0.01),降低HR(P<0.05),抗缺氧效果明显,有望提高司乘人员的作业效能,降低高原行车事故的发生率。
此外,由于水蒸气透过膜的速率相对于氮气也较快,制氧机在富集氧气的同时可提高产品气的相对湿度,泵体自身的温升也有助于提高产品气的温度,保护使用者的鼻黏膜,有利于提升干燥寒冷高原环境下设备的舒适性能。
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