CN101819240A - 洁净手术室专用的测量监控指示器 - Google Patents

Abstract

一种洁净手术室专用的测量监控指示器，其中一部分是位于手术室内的远程报警单元，另一部分是位于电力控制柜内的信号监控单元，所述的信号监控单元包括第一微处理器、第一内部通讯模块、PTC测量模块、A/D转换模块和开关量输出模块，所述的远程报警单元包括第二微处理器、第二内部通讯模块和警示模块。信号监控单元和远程报警单元它们通过串口数据线相连接，本装置可以对变压器负荷情况直接反映到远程报警单元的指示灯模块，了解负荷情况，作出判断。还可以对变压器的温度超温和变压器绝缘情况状态发出信号并进行报警。还可以通过报警信号解除后进行消除，操作简单，安全性好，可靠性高。

Description

洁净手术室专用的测量监控指示器

技术领域

本发明涉及一种电源测量监控指示器，尤其是应用于医院手术室、具有电源控制、检测、报警等功能的指示器，具体地说是一种对保障手术室的安全用电具有积极作用的洁净手术室专用的测量监控指示器。

背景技术

高科技的广泛应运，带来了功能的不断变化和提高，医疗设备的先进性，对医疗设备的电源要求也越来越高，特别是医院手术室的电源直接关系到病人的生命安全和手术的成功率。现有的电源设备主要采用常规的变压器和开关组成，没有监控设备进行实时监控，特别在应用到手术室电源要求时，就无法满足电源的要求。目前在国内的电力设备中还没有直接应用于医疗电力设备，特别是应用于手术室电源的设备，只有很少的国外企业有部分设备应用于手术室电源。从已有查新资料显示出只有ZJK直流电源监控仪主要应用于直流屏的直流电压和电流、温度检测，没有专用于医疗电源的电源控制和报警功能。

发明内容

本发明的目的是针对目前在国内的电力设备中还没有直接应用于医疗的电力设备，特别是应用于手术室电源的设备的问题，提出一种对保障手术室的安全用电具有积极作用的洁净手术室专用的测量监控指示器。

本发明的技术方案是：

一种洁净手术室专用的测量监控指示器，它包括信号监控单元和远程报警单元，所述的信号监控单元包括第一微处理器、第一内部通讯模块、PTC测量模块、A/D转换模块和开关量输出模块，所述的远程报警单元包括第二微处理器、第二内部通讯模块和警示模块，PTC测量模块的信号输入端作为信号监控单元即测量监控指示器的信号输入检测手术室变压器的电信号，PTC测量模块的信号输出端与A/D转换模块的信号输入端相连，A/D转换模块的信号输出端与第一微处理器的对应检测信号输入端相连，第一微处理器的控制信号输出端与开关量输出模块的信号输入端相连，开关量输出模块的信号输出端作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制，第一微处理器的内部通讯信号端与第一内部通讯模块相连，第一内部通讯模块的通讯信号端作为信号监控单元的通讯信号端与远程报警单元的通讯信号端即第二内部通讯模块的通讯信号端进行通信，第二内部通讯模块与第二微处理器的对应通讯信号端连接，第二微处理器的警示信号端与警示模块的对应信号端相连。

本发明的警示模块包括第二指示灯模块、蜂鸣器和报警消除模块，所述的第二微处理器的各报警显示信号输出端分别与第二指示灯模块、蜂鸣器的对应信号输入端相连，第二微处理器的报警消除信号端与报警消除模块连接。

本发明的信号监控单元还包括第一指示灯模块、第一复位电路、第一震荡电路、直流稳压模块、外部通讯模块和第一JTAG端口，所述的第一指示灯模块的显示信号输入端与第一微处理器的显示信号输出端相连，第一复位电路和第一震荡电路的信号输出端与第一微处理器的对应信号输入端相连，直流稳压模块作为测量监控指示器的电源信号输入端与外部电源相连，直流稳压模块的信号输出端与外部通讯模块的电源信号输入端相连，外部通讯模块的通讯信号端作为测量监控指示器的外部通讯信号端与上位计算机进行通讯，外部通讯模块与第一微处理器的外部通讯信号端相连。

本发明的远程报警单元包括第二指示灯模块、第二复位电路、第二震荡电路、第二JTAG端口和LED数码管显示模块，所述的第二指示灯模块和LED数码管显示模块的显示信号输入端与第二微处理器的对应显示信号输出端相连，第二复位电路和第二震荡电路的信号输出端与第二微处理器的对应信号输入端相连。

本发明的开关量输出模块包括光电隔离器、多个继电器、二极管、电容和电阻，光电隔离器的一信号输入端接电源，另一控制信号输入端与第一微处理器对应控制信号输出端相连，光电隔离器的一信号输出端接地，另一信号输出端与二极管的阳极相连，二极管的阴极与电源相连，电容的两端并接在二极管V1的两端，多个继电器并接在二极管的两端，各继电器作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制。

本发明的继电器为两个。

本发明的有益效果：

本发明为洁净手术室专用的测量监控指示器，主要由两部分组成：其中一部分是位于手术室内的远程报警单元，另一部分是位于电力控制柜内的信号监控单元。它们通过串口数据线相连接，本装置可以对变压器负荷情况直接反映到远程报警单元的指示灯模块，了解负荷情况，作出判断。还可以对变压器的温度超温和变压器绝缘情况状态发出信号并进行报警。还可以通过报警信号解除后进行消除，操作简单，安全性好，可靠性高。

本发明由于采用变压器控制电源，把变压器作为监控的对象，信号监控单元采用微处理器即Atmage164芯片和PTC检测模块用来监测变压器的负荷状态，温度情况以及是否发生绝缘故障通过微处理器即Atmage164芯片来计算和分析变压器的状态对产生的故障能通过串口数据线链接到手术室内的远程报警单元进行报警，检测负荷情况满足监控要求和报警要求。

附图说明

图1是本发明信号监控单元的原理框图。

图2是本发明远程报警单元的原理框图。

图3是本发明开关量输出模块的电路图之一。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示，一种洁净手术室专用的测量监控指示器，它包括信号监控单元和远程报警单元，所述的信号监控单元包括第一微处理器(型号可为Atmage164)、第一内部通讯模块(型号为FCS900，采用RS-485)、PTC测量模块(PTC测量模块是由温控测试电阻线路组成的常规测量模块)、A/D转换模块和开关量输出模块，所述的远程报警单元包括第二微处理器(型号可为Atmage164)、第二内部通讯模块(型号为FCS900，采用RS-485)和警示模块，PTC测量模块的信号输入端作为信号监控单元即测量监控指示器的信号输入检测手术室变压器的电信号，PTC测量模块的信号输出端与A/D转换模块的信号输入端相连，A/D转换模块的信号输出端与第一微处理器的对应检测信号输入端相连，第一微处理器的控制信号输出端与开关量输出模块的信号输入端相连，开关量输出模块的信号输出端作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制，第一微处理器的内部通讯信号端与第一内部通讯模块相连，第一内部通讯模块的通讯信号端作为信号监控单元的通讯信号端与远程报警单元的通讯信号端即第二内部通讯模块的通讯信号端进行通信，第二内部通讯模块与第二微处理器的对应通讯信号端连接，第二微处理器的警示信号端与警示模块的对应信号端相连。

本发明的警示模块包括第二指示灯模块、蜂鸣器和报警消除模块(是微处理器自带的可以通过软件进行设置后消除)，所述的第二微处理器的各报警显示信号输出端分别与第二指示灯模块、蜂鸣器的对应信号输入端相连，第二微处理器的报警消除信号端与报警消除模块连接。

本发明的信号监控单元还包括第一指示灯模块、第一复位电路、第一震荡电路、直流稳压模块、外部通讯模块和第一JTAG端口，所述的第一指示灯模块的显示信号输入端与第一微处理器的显示信号输出端相连，第一复位电路和第一震荡电路的信号输出端与第一微处理器的对应信号输入端相连，直流稳压模块作为测量监控指示器的电源信号输入端与外部电源相连，直流稳压模块的信号输出端与外部通讯模块的电源信号输入端相连，外部通讯模块的通讯信号端作为测量监控指示器的外部通讯信号端与上位计算机进行通讯，外部通讯模块与第一微处理器的外部通讯信号端相连。

本发明的远程报警单元包括第二指示灯模块、第二复位电路、第二震荡电路、第二JTAG端口和LED数码管显示模块，所述的第二指示灯模块和LED数码管显示模块的显示信号输入端与第二微处理器的对应显示信号输出端相连，第二复位电路和第二震荡电路的信号输出端与第二微处理器的对应信号输入端相连。

如图3所示，本发明的开关量输出模块以一个继电器为例：包括光电隔离器Q6、继电器P1、二极管V1、电容C1和电阻R17，光电隔离器Q6的一信号输入端接电源，另一控制信号输入端与第一微处理器对应控制信号输出端相连，光电隔离器Q6的一信号输出端接地，另一信号输出端与二极管V1的阳极相连，二极管V1的阴极与电源相连，电容C1的两端并接在二极管V1的两端，继电器P1并接在二极管V1的两端，继电器P1的输出作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制。

具体实施时：

信号监控单元中：第一微处理器采用微处理器Atmage164芯片，第一复位电路和第一震荡电路为第一微处理器工作的基础电路，第一复位电路在上电时为第一微处理器提供复位信号，而第一震荡电路为第一微处理器提供了时钟信号。

第一微处理器通过控制开关量输出模块里的光电隔离器，使继电器工作，输出开关信号，这样的开关信号电路一共有两路。第一微处理器可根据信号监控单元的工作情况来判断并控制第一指示灯模块的亮灭。第一JTAG端口用于工作程序的灌入，仅在程序输入时初于工作状态，平时并不使用。该灌程方式便于程序的升级。

PTC检测模块用来监测变压器的负荷状态，温度情况以及是否发生绝缘故障并将其状态反映给第一微处理器，第一微处理器经过计算分析来判断变压器是否处于过负荷，超温度或绝缘故障的状态。

信号监控单元的通讯模块分为外部通讯模块和第一内部通讯模块。

外部通讯模块需要加上一个直流稳压模块，来和外部分开，以增加安全性和可靠性，防止过电流烧坏仪器。外部通讯模块通过串口数据线和安装于中央控制室内的上位机进行通讯，采用MODBUS协议，可随时把情况反映给上位机，并利于上位机对之进行控制。

第一内部通讯模块用来和位于手术室内的远程报警器进行通讯，以方便手术室内可以了解手术室供电系统的工作状态。

具体工作时：信号监控单元先通过外部电源输入到直流稳压模块，经过输入后直接提供给第一微处理器工作电源，然后由第一复位电路对第一微处理器工作电源进行复位检测，并由第一震荡电路为第一微处理器提供了时钟信号，当第一微处理器有工作电源后，控制第一指示灯模块亮起。PTC检测模块用来监测变压器的负荷状态，温度情况以及是否发生绝缘故障并将其状态反映给第一微处理器，经过计算分析来判断变压器是否处于过负荷，超温度或绝缘故障的状态。并把信号通过A/D转换模块将测量到的电流模拟量经过转换成数字量处理送入第一微处理器的测量信号输入端。再通过通讯模块进行通讯，即外部通讯模块通过串口数据线和安装于中央控制室内的上位机进行通讯，采用MODBUS协议，可随时把情况反映给上位机计算机，并利于上位机计算机对之进行控制。另在后通过第一JTAG端口用于工作程序的灌入，仅在程序输入时初于工作状态，平时并不使用。该灌程方式还可实现程序的升级。另外由第一微处理器经过计算分析来判断变压器是否处于过负荷，超温度或绝缘故障的状态通过第一内部通讯模块经过串口数据线直接连接到远程报警装置单元。另第一微处理器通过控制开关量输出模块里的光电隔离器，使继电器工作，输出开关信号，这样的开关信号电路一共有两路。可以对两路开关电路进行控制。

远程报警单元中：第二复位电路和第二震荡电路为第二微处理器工作的基础电路，第二复位电路在上电时为第二微处理器提供复位信号，而第二震荡电路为第二微处理器提供了时钟信号。第二JTAG端口用于工作程序的灌入，仅在程序输入时初于工作状态，平时并不使用。该灌程方式便于程序的升级。LED数码管显示模块由第二微处理器控制，将显示此时供电系统的负载率。

第二指示灯模块直观地反应了供电系统的工作状态，四个灯由上到下分别表示工作，过负荷，超温，绝缘故障等四种情况，正常工作状态仅有工作灯亮，其余三个灯都处于熄灭状态，当故障发生的时候，对应的灯则被点亮，同时第二微处理器将给报警模块的蜂鸣器一个信号，使它发出报警声，处于手术室的人员可通过报警消除模块的按扭进行消音。第二内部通讯模块用于和位于柜体内的信号监控单元进行通讯，得到柜里内供电系统的工作状态。

具体工作时：由第二内部通讯模块提供电源给第二微处理器供电，然后再有第二复位模块在上电时为第二微处理器提供复位信号，第二震荡电路为第二微处理器提供了时钟信号。第二微处理器供电后第二指示灯模块直观地反应了供电系统的工作状态，四个灯由上到下分别表示工作，过负荷，超温，绝缘故障等四种情况，正常工作状态仅有工作灯亮，其余三个灯都处于熄灭状态，当故障发生的时候，对应的灯则被点亮，同时第二微处理器将给报警模块的蜂鸣器一个信号，使它发出报警声，处于手术室的人员可通过报警消音模块的按扭进行消音。另外变压器的负荷状况由信号监控单元进行数字量的信号后再由第二内部通讯模块，发送到第二微处理器，由第二微处理器把数字量的信号传输到LED数码管显示模块，将显示此时变压器的负载率。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是它包括信号监控单元和远程报警单元，所述的信号监控单元包括第一微处理器、第一内部通讯模块、PTC测量模块、A/D转换模块和开关量输出模块，所述的远程报警单元包括第二微处理器、第二内部通讯模块和警示模块，PTC测量模块的信号输入端作为信号监控单元即测量监控指示器的信号输入检测手术室变压器的电信号，PTC测量模块的信号输出端与A/D转换模块的信号输入端相连，A/D转换模块的信号输出端与第一微处理器的对应检测信号输入端相连，第一微处理器的控制信号输出端与开关量输出模块的信号输入端相连，开关量输出模块的信号输出端作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制，第一微处理器的内部通讯信号端与第一内部通讯模块相连，第一内部通讯模块的通讯信号端作为信号监控单元的通讯信号端与远程报警单元的通讯信号端即第二内部通讯模块的通讯信号端进行通信，第二内部通讯模块与第二微处理器的对应通讯信号端连接，第二微处理器的警示信号端与警示模块的对应信号端相连。

2.根据权利要求1所述的洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是所述的警示模块包括第二指示灯模块、蜂鸣器和报警消除模块，所述的第二微处理器的各报警显示信号输出端分别与第二指示灯模块、蜂鸣器的对应信号输入端相连，第二微处理器的报警消除信号端与报警消除模块连接。

3.根据权利要求1所述的洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是所述的信号监控单元还包括第一指示灯模块、第一复位电路、第一震荡电路、直流稳压模块、外部通讯模块和第一JTAG端口，所述的第一指示灯模块的显示信号输入端与第一微处理器的显示信号输出端相连，第一复位电路和第一震荡电路的信号输出端与第一微处理器的对应信号输入端相连，直流稳压模块作为测量监控指示器的电源信号输入端与外部电源相连，直流稳压模块的信号输出端与外部通讯模块的电源信号输入端相连，外部通讯模块的通讯信号端作为测量监控指示器的外部通讯信号端与上位计算机进行通讯，外部通讯模块与第一微处理器的外部通讯信号端相连。

4.根据权利要求1所述的洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是所述的远程报警单元包括第二指示灯模块、第二复位电路、第二震荡电路、第二JTAG端口和LED数码管显示模块，所述的第二指示灯模块和LED数码管显示模块的显示信号输入端与第二微处理器的对应显示信号输出端相连，第二复位电路和第二震荡电路的信号输出端与第二微处理器的对应信号输入端相连。

5.根据权利要求1所述的洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是所述的开关量输出模块包括光电隔离器、多个继电器、二极管、电容和电阻，光电隔离器的一信号输入端接电源，另一控制信号输入端与第一微处理器对应控制信号输出端相连，光电隔离器的一信号输出端接地，另一信号输出端与二极管的阳极相连，二极管的阴极与电源相连，电容的两端并接在二极管V1的两端，多个继电器并接在二极管的两端，各继电器作为测量监控指示器的控制信号输出对变压器的对外输出电信号进行控制。

6.根据权利要求5所述的洁净手术室专用的测量监控指示器，其特征是所述的继电器为两个。

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