A medical ventilator is a life-sustaining device that helps critically ill patients with complete or partial breathing support. It provides a patient with the right amount of air and/or oxygen as per requirement. It is therefore essential to have a highly accurate device controlling the flow of these essential gases. In ventilators developed by Maquet, an electro-mechanical device called Gas-Module is used for gas flow control. The Gas-Module is the heart of the ventilator since it is responsible for providing the patient with the right amount of gas at the right time.

The focus of this thesis is on improving the accuracy of the gas flow control in these Gas-Modules. This is done through identifying various factors that influence the accuracy of gas flow control, and then finding an efficient method to calibrate the Gas-Modules. Calibration of a Gas-Module is done by tuning values of components in the analog electronic circuit. In this thesis, an electrical model of the circuit is built to simulate various modes of operation. A new trimming method is proposed that with a few measurements, and a simulation model, can be predict the optimal calibration parameters. This method helps to improve accuracy at various flow rates. Predicting the calibration parameters in advance avoids many iteration cycles of measure-adjust-measure which would otherwise be required to calibrate the Gas-Module. The new trimming method proposed in this thesis also has the potential to save calibration time of each Gas-Module and thus save production cost.

Medicinsk ventilator är en livsupphållande apparat som hjälper kritiska sjuka patienter med helt eller partiellt andningsstöd. Den förser en patient med rätt mängd luft eller syre efter individuellt behov. Det är därför viktigt att ha en mycket noggranna anordning som styr flödet av dessa viktiga gaser. I ventilatorer från Maquet görs detta med hjälp av gasmoduler som är en elektromekanisk enhet som styr flödet. Denna modul kallas också hjärtat i en ventilatorn eftersom den ansvarar för tillförseln av rätt mängd gas vid rätt tidpunkt.

Arbetet som beskrivs i denna avhandling fokuseras på att förbättra noggrannhet för gasflödeskontroll i dessa gasmoduler. Detta görs genom att identifiera olika faktorer som påverkar flödeskontrollens noggrannhet och sedan hitta en effektiv metod för kalibrering av gasmodulerna. Kalibrering av gasmodul görs genom att justera värdet på elektriska komponenter i kontroll kretsen. I denna avhandling buggdes upp en elektrisk modell av kretsen för att simulera olika driftfall. En ny trimmningsmetod föreslås att med hjälp av ett fåtal mätningar och en funktions modell kan de mest optimala kalibrerings parametrarna prediceras. Denna metod hjälper till att förbättra noggrannheten vid olika flödesbehov.Att förutsäga kalibreringsparametrarna i förväg undviker många mätjusteringscykler som annars skulle krävas för att kalibrera en gasmodul. Med denna nya metod reduceras caliberingstid för varje gasmodul vilket kan bidra till minskade produktions kostnader.