منفاخ عالي السرعة يعمل بجهد 12 فولت تيار مستمر

في أجهزة التنفس الاصطناعي الطبية، يتغير ضغط النظام (مقاومة التدفق) بشكل كبير أثناء عملية التهوية. ونتيجة لذلك، يصعب التحكم في معدل التدفق إذا لم تكن قيم معدل التدفق الحالي وضغوط النظام المتوقعة معروفة مسبقًا بدقة كافية. يمكن قياس ضغط النظام الحالي واستخدامه في حلقة تحكم تغذية راجعة للتحكم في المنفاخ عبر دوائر التحكم الإلكترونية الخاصة به. ومع ذلك، يتغير ضغط النظام تبعًا لمعدل التدفق الفعلي، وستتغير نقطة تشغيل المنفاخ أيضًا استجابةً لتقلبات ضغط النظام. سيؤدي هذا إلى عدم استقرار في جهاز التنفس الاصطناعي الطبي، نتيجةً لمحدودية دقة مستشعر الضغط، والسلوك الديناميكي للمستشعر، وما إلى ذلك، مما يؤدي بدوره إلى تحكم غير مستقر وغير دقيق في معدل التدفق.

توجد في هذا المجال أنظمة متنوعة للتحكم في التدفق. تقليديًا، يُتحكم في معدل تدفق الغاز عن طريق تشغيل صمام تدفق الغاز. وبالإضافة إلى مزيج من مُكوِّن كسب التحكم في التدفق ذي التغذية الأمامية و/أو تصحيح خطأ التغذية الراجعة (مثل التحكم التناسبي والتكاملي والتفاضلي في خطأ التغذية الراجعة)، ينتج عن ذلك الاستجابة المطلوبة.

من الطرق المعروفة الأخرى للتحكم في معدل تدفق الغاز الاستفادة من خصائص المنفاخ. إذ يُمكن التحكم في التدفق عن طريق تغيير سرعة المنفاخ بشكل مُتحكم فيه، استنادًا إلى العلاقة المُحددة مُسبقًا بين ضغط النظام ومعدل التدفق. صُمم المنفاخ للاستجابة السريعة لتغيرات الشهيق أو الزفير من خلال تقليل قصوره الذاتي. في هذه الحالة، يُمكن استخدام وحدة تحكم تغذية راجعة للتحكم في تدفق الغاز. مع ذلك، يُمكن أن تُؤدي تغيرات ضغط النظام إلى تغيير معدل التدفق، حتى مع ثبات سرعة المنفاخ. لا يُمكن حل هذه المشكلة تمامًا باستخدام التحكم بالتغذية الراجعة. عادةً ما يُؤدي تغير ضغط النظام باستمرار إلى عدم استقرار النظام أو تذبذبات حول معدل التدفق المستهدف.